Как определить глубину водоносного слоя

При подготовке к бурению скважины желательно провести предварительные разведывательные работы. Они помогают выяснить, на каком расстоянии от поверхности земли расположились пласты, насыщенные влагой. Здесь пригодится карта залегания водоносных горизонтов в конкретном регионе. Если ее нет, глубину расположения пласта можно определить по типу растительности сверху и виду выбираемых пород при бурении.

Что такое водоносный слой

Водоносный пласт — это горизонтально расположенный в толще земли участок грунта, в полостях и трещинах которого движется вода. Именно для его поиска выполняют бурение, чтобы впоследствии иметь доступ к постоянно производительной скважине.

Все водоносные пласты можно характеризовать по таким параметрам:

• Производительность. Определяется в м3 объема ресурса за единицу времени.
• Глубина залегания кровли и подошвы горизонта (в метрах от поверхности земли).
• Амплитуда колебания ресурса в течение года. Зависит от сезона, температуры, количества осадков, атмосферного давления.
• Мощность. Толщина грунта, насыщенного водой.

Чем глубже гидрогеологический пласт, тем более постоянной будет его производительность.

Виды водоносных слоев

В первую очередь гидрогеологические горизонты делят на два вида — безнапорные и напорные. Первые располагаются максимально близко к поверхности земли и имеют нестабильную производительность. Вторые — локализуются гораздо глубже. Не зависят от количества атмосферных осадков или температуры воздуха.

Что касается глубины расположения водоносных горизонтов, то их классифицируют по мере углубления/отдаления от поверхности земли;

• Верховодка. На неё можно наткнуться уже в 5 метрах от верхней точки бурения. Насыщение этого пласта происходит исключительно за счет атмосферных осадков. Часто в жару уровень воды здесь серьезно снижается, а то и вовсе пропадает. К тому же жидкость из верховодки вбирает в себя все загрязнения с почвы, атмосферы, близ расположенных промышленных предприятий, нужников – все, что впитывается в почву с дождями или стоками. Особенно опасно пользовать ресурс из верховодки, если рядом есть кладбища, уличные туалеты с выгребной ямой, сложные химические, промпредприятия. Важно обратить внимание на то, что в северных регионах этот горизонт часто локализуется в зоне промерзания грунта. Поэтому забор воды зимой отсюда будет затруднен. Дополнительный минус жидкости из верховодки — постоянное наличие в ней кислорода. В воде живут и размножаются микроорганизмы.
• Грунтовая вода. Пласт уходит на глубину около 10 метров. Его основная составляющая в качестве опоры – глина. Считается, что и этот водоносный горизонт содержит недостаточно чистую воду, поскольку такой глубины еще мало для качественной её фильтрации.
• Межпластовые воды. Глубина их локации может варьироваться от 15 до 100 м. Чаще они располагаются между двумя водонепроницаемыми горизонтами. Дебет таких пластов стабилен. Но важно учитывать, что вода, дошедшая до межпластовых жил, может быть перенасыщена минералами, солями металлов, которые впитывает в себя на всем пути своего движения вниз. Поэтому жидкость из этих горизонтов требует тщательного анализа и правильно подобранной системы фильтрации.
• Артезианские воды. Располагаются на глубине от 100 м и более. Вода здесь максимально чистая, прошедшая много степеней природной фильтрации. Согласно закону РФ «О недрах» артезианские скважины находятся на особом контроле у государства. Поэтому на бурение и дальнейшую эксплуатацию такого источника нужна лицензия.

Артезианскую скважину лучше бурить на несколько семей или домовладений, поскольку её дебит серьезно превышает потребности даже 3-5 человек.

Карта водоносных горизонтов

При проведении гидрогеологических исследований обязательно составляются специальные документы (в том числе карта глубин артезианских скважин, верховодки, межпластовых вод) по региону или местности. В дальнейшем это облегчает поиск источника и подбор оборудования для бурения.

Каждая карта содержит информацию о типах грунтовых вод, схемах и глубине их залегания. Также сюда включены обозначения водоупоров и всех почвенных слоев, направление свободных потоков.

Самые популярные гидрогеологические карты:

• Гидроизогипс. Создается для безнапорных пластов. На ней показана система движения потоков в водоносных слоях. С помощью таких схем можно понять, каков уклон и направление воды, где запитывается или разгружается пласт, где стыкуется с природными водоемами.
• Гидроизопьез. Их выполняют по имеющимся точным данным. Пьезометрическую поверхность выводят для артезианских источников. Под ней подразумевают высоту, на которую способна подняться вода во вскрытой скважине. По этому показателю подбирают суммарную длину обсадной колонны.
• Карта измерения уровня подземных (грунтовых) вод.
• Документация по гидрогеологическим разрезам.
• Карты амплитуды уровней жидкости в источниках.

Такие схемы и документы можно отыскать в местных архивах населенного пункта. Если осваиваются новые, ранее незаселенные территории, для них составляются новые гидрогеологические карты.

Как определить уровень воды при бурении

Зная народные методы и приметы, можно определять водоносный слой при бурении скважин на воду своими руками даже без специального оборудования. Опытные мастера рекомендуют обращать внимание на растительность в зоне проведения работ, поскольку в местах близкого расположения подземной влаги даже в засушливое время года обильно растет сочная, пышная зелень. Трактовать здесь результаты нужно следующим образом в зависимости от её разновидности:

• рогоза располагается там, где имеет место верховодка глубиной 1-1,5 м;
• камыш любит места с расположением подземного пласта на уровне 1-3 метра, здесь же предпочитает располагаться тополь черный;
• сарсазан облюбовывает зоны с уровнем подземной воды до 5 м;
• полынь менее прихотлива и может свободно расти там, где пласт залегает в 7 метрах от поверхности земли;
• песчаная полынь любит места с расположением водоносных пластов на уровне 9-10 м, именно на эту глубину делают скважину-иглу для полива, применения ресурса в технических целях;
• люцерна хорошо себя чувствует при 15-метровой глубине подземного водоносного горизонта.

Если на участке расположились растения с мощной корневой системой, значит, уровень водных ресурсов располагается глубоко. Если же у растительных культур небольшие корни, подземные пласты недалеко от поверхности земли.

Узнать глубины залегания воды для скважины можно по типу выбираемого песка при бурении. Если песчинки крупные, пласт удален на более чем 8 метров. Чем мельче крупинки, тем скорее мастер наткнется на водоносный горизонт.

Точные результаты от одних только наблюдений невозможны. Чтобы максимально правильно определить глубину залегания гидрогеологической точки, желательно обратиться к специалистам.

Как узнать глубину уже пробуренной скважины

Для определения уровня расположения водоносного пласта можно использовать такие инструменты:

• Специальный каротажный кабель, оснащенный мерным роликом. Его калибровка базируется на таком принципе: 1 метр глубины равен одной размотке.
• Глубиномер ИУГС. С его помощью можно узнавать угол и глубину источника за счет посланного и отраженного от дна скважины эхо-сигнала.
• Рулетка гидрогеологическая РГЛМ. С ее помощью можно измерить до 50 м глубины. Если такой рулетки нет, используют просто шнур с грузом (булыжником или металлическим элементом).

При бурении шахты источника важно отличать плывун от настоящего водоносного пласта. Первый имеет большое количество глины в забранной воде и сложен для бурения.

Водоносный слой – это слой воды который может находиться среди песчаных, каменистых или известковых пород. Подземные грунты могут скапливать в себе воду, либо пропускать её через себя благодаря пористости. Чтобы найти воду на участке можно пригласить специалистов или найти самостоятельно используя народные способы.

Как определить водоносный слой

Первый уровень, на котором есть достаточное количество воды – около 5 м. под землей. Но добываемую жидкость нельзя использовать для бытовых целей. Но для полива она подойдет, и поэтому для дачи такая скважина вполне подходит. Глубина залегания водоносных слоев, пригодных для гигиены – 20 метров и более.

Но и эта вода не пригодна для питья и приготовления пищи, если ее не пропускать через очистную станцию с многоступенчатой системой очистки. Идеальный вариант – артезианская скважина, но в данном случае ее глубина от 100 до 350 метров, и самостоятельно пробурить ее практически невозможно. Хотя вода пригодна для питья и полезна для здоровья.

Верхние слои не залегают горизонтально. В одних местах они проходят на уровне одного-двух метров, в других – в разы глубже. Задача описанных ниже мер – найти место, где вода подходит к поверхности земли на минимальное расстояние. И для этого столетиями используется несколько действенных способов.

Глиняная посуда для определения водоносных слоев

Суть данного способа в том, что на территории участка устанавливается глиняная посуда, которую предварительно полностью просушивают. Ее оставляют на ночь в сухую погоду вверх дном. Если под местом установки пролегают водоносные слои, под посудой появляется влага. Сейчас появилась возможность усовершенствовать этот метод поиска.

Используется силикогель, который предварительно нужно просушить в духовке. Его насыпают в глиняный горшок. Закрывают тканью и взвешивают, а результаты записывают. Далее наполненный горшок закапывают на глубину от полутора до двух метров, и оставляют его под землей на сутки.

Спустя 24 часа горшок выкапывают, и снова взвешивают. Если масса увеличилась, значит в почве есть влага. Закопав несколько горшков, можно определить где она ближе всего. Так можно выявить водоносный слой при бурении скважины на воду или при рытье колодца. Ближе всего он расположен там, где силикогель набрал больше массы. Наполнителем также служит толченый керамический кирпич, глиняные черепки, измельченная обожженная глина.

Растения как показатель водоносного слоя

Каждая культура характеризуется длиной и типом корневища. Располагаются растения в местах, пригодных для нормального роста. Поэтому по их расположению можно судить о глубине водоносного слоя. При этом наличие одного-двух ростков еще не говорит, что можно судить о наличии грунтовой воды. Но если растений одного вида много на ограниченной площади, тогда определить глубину несложно:

1. Рогоза произрастает там, где вода подходит до уровня одного метра.
2. Песчаный камыш растет в местах, где до воды не более 3 м.
3. Трехметровая отметка также пригодна для нормального роста черного тополя.
4. Пятиметровая глубина подходит для роста сарсазана семейства Амарантовых.
5. Для полыни много жидкости не нужно, корень длинный, и она располагается там, где до воды 6-7 м.
6. Люцерна, хотя и выглядит сочной, произрастает в метах, где до водных пластов более 15 м.

Пытаться перечислять все растения нет смысла. Нужно посмотреть, какое растение локализовано на участке, и где его больше всего. В интернете или специализированной литературе можно посмотреть длину корневища. Она и есть глубина залегания водоносных грунтов.

Природные явления как показатель

Для этого метода необходимо понаблюдать за природными явлениями, которые выражаются на поверхности земли. Близость воды приводит к тому, что утром земля парит, и на траве выпадает роса. Ростки в таких местах расположены гуще, листва сочнее, и имеет насыщенный зеленый окрас.

Имеет значение и рельеф местности. Перед тем, как определить водоносный слой, при бурении скважины учитывают особенность, которая заключена в следующем. Близкие водоносные слои меняют рельеф, размывая грунт. В таких местах образуются впадины и яры. Холмы и возвышенности говорят о том, что до них придется бурить очень долго. Примечательно, что для этого не нужно использовать никаких спецсредств.

Рамки – популярный метод поиска воды: его особенности

Чтобы эффективно пользоваться маятниками и рамками для поиска водоносного слоя, нужны специфические навыки. Издавна этим занимались люди, которые обладают экстрасенсорными способностями, по крайней мере, так считали жители городов и деревень. Метод основан на биолокации, но это не означает, что такой способ поиска грунтовых вод – удел избранных.

Сейчас рамки сгибают из медной или стальной проволоки в виде буквы «Г». За меньшую часть берут руками. Большая (имеет длину от 30 до 40 см.) размещается горизонтально. Важно, чтобы две рамки в руках были параллельны друг другу. Медленно проходя по участку «лозопроходчик» наблюдает за их поведением.

В местах близкого залегания водяных пластов рамки стремятся перекреститься, а там, где воды нет, они отталкиваются друг от друга. Сложность в том, что сила взаимодействия крайне мала, и она скорее ощущается, нежели проявляется. Раньше вместо металлической проволоки пользовались ветками бузины длиной 35-40 см. Рамками могут служить и развилки веток калины, вербы, лозы.

Кроме рамок используется маятник. Это шар или конус, подвешенный на нити длиной 35-40 см. в местах, где поблизости есть вода, маятник выходит из положения равновесия, и начинает отклоняться от вертикального положения в разные стороны. В некоторых случаях наблюдается вращение. Главное определить, где это происходит естественным образом, а где – следствие вибрации руки.

Вывод и популярное видео по теме

Каждый, кто желает пробурить скважину, должен прочитать о том, как узнать на какой глубине залегает вода. Это можно сделать несколькими способами:

1. При помощи глиняной посуды, силикогеля, черепков и т.д.
2. Определив места скопления растений одного вида.
3. Наблюдая за природными явлениями на территории участка.
4. Применяя принцип биолокации.

Какой метод выбрать – дело индивидуальное.

Одни способы указывают более точно, но не применимы, если на участке внешние проявления не отличаются от места. Рельеф может быть ровным, растения распределены равномерно и т.д. В этом случае можно пробовать использовать рамки или маятник. Но чтобы определить точно, лучше привлечь к процессу специалистов, которые проведут геологическую разведку.

Обустройство водоносной скважины на местности обусловлено присутствием подземного источника. Уровень его залегания можно уточнить различными способами, включая наблюдение за растениями и лозопроходство. Наиболее точный результат обеспечивает применение нескольких методик.

Схема водоносных слоёв.

Как определить водоносный слой

Слой грунтовых вод представляет собой русло, ограниченное горизонтами глины или известняка. Показателем его присутствия служит песок, который мельчает по мере приближения к поверхности. В ходе подготовки глубоких колодцев встречаются крупные фракции осадочной породы, переходящие в гравий.

На расположение водоносного пласта может указывать рельеф местности. Не имеет смысла искать место под скважину на возвышениях, лучше всего проверить участки, где имеются впадины.

Хорошие водоносные горизонты могут залегать недалеко от поверхностных вод и ведущих к ним звериных троп. Одним из вариантов может стать наблюдение за муравьями, которые устраивают гнезда глубоко под землей, и там, где вода располагается близко, их нет.

Подземные горизонты способны опускаться вглубь земли и подниматься, при этом объемы воды в них могут колебаться от 1-2 куб. м до нескольких десятков.

Первый слой, т. н. плывун или верховодка, присутствует на глубине не более 6 м и используется для установки технических скважин. Его основу составляют талые и осадочные воды, что объясняет исчезновение водоноса в морозы и период сильной засухи. Низкое качество воды обусловлено наличием поверхностных загрязнений и примесей.

Всего есть три водоносных слоя.

Питьевую воду получают в колодцах глубиной 9-18 м. Горизонт на этом уровне формируется из атмосферных осадков и стоков водоемов, которые изменяют цвет при соседстве с болотом и могут иметь неприятный запах. Для удаления проникающих через почву примесей применяют системы скважинных фильтров.

Разведочное бурение позволяет определить наличие подземных вод, залегающих на большой глубине, для чего выполняется поверхностный срез почвы глубиной до 10 м. Этот метод также используют для выяснения характеристик грунтовых слоев, ограничивающих подземное русло.

Бурение выполняется с применением ручного бура. При наличии водоносного слоя, качество которого отвечает требованиям эксплуатации, производится забивание обсадных труб и установка насосной станции.

Третий водонос залегает на уровне 20/35-100 м ниже поверхности земли, при этом стандартная глубина скважин не превышает 50 м. Пласт характеризуется высокой стабильностью и приемлемым для питья составом воды, при этом чем ниже располагается уровень горизонта, тем чище оказывается источник.

На глубине свыше 100 м находятся артезианские источники. Их отличает высокое качество состава воды, который включает полезные микроэлементы и минералы.

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

В древности на предполагаемом месте протекания грунтовых вод устанавливали высушенный глиняный горшок, располагая его вверх дном. Скопление внутри него влаги свидетельствовало о наличии подземного русла.

Современная методика предусматривает использование гранул силикагеля — материала с хорошими впитывающими свойствами. 1-2 л вещества помещают в духовку для просушки, а затем укладывают в горшок. Завязанную полотном емкость взвешивают и закапывают на сутки на глубине 1,5-2 м, после чего снова проверяют на точных весах. Чем большим оказывается вес состава, тем вероятность близкой воды увеличивается и появляется возможность обустроить скважину.

В качестве альтернативы силикагелю можно использовать предварительно взвешенный мелкодробленый керамический кирпич.

Растения как показатель водоносного слоя

На присутствие грунтовых вод и глубину их залегания указывают широколистные деревья, такие как ива или кедр, а также некоторые типы растений — многолетние тростники и кустарники.

Самыми распространенными среди них являются:

1. Люцерна. Этот вид укореняется даже на сухих почвах, поэтому в местах его произрастания подземный источник может находиться на глубине до 15 м.
2. Полынь растет там, где наблюдается пониженная влажность, а водонос располагается на уровне 7 м. Для песчаной полыни этот показатель соответствует 10 м.
3. Кустарник сарсазан сообщает о прохождении воды на глубине 5 м.
4. Черный тополь свидетельствует о залегании подземного русла на уровне 3 м ниже поверхности земли.
5. Камыш песчаный. Глубина при бурении скважин в местах его произрастания может достигать 1-3 м.
6. Заросли болотных трав семейства Рогозовые указывают на присутствие водоноса на глубине до 1 м.

Растения-показатели водоносного слоя.

Ежевику или крушину находят там, где максимальная глубина протекания вод составляет до 5 м. Орешник, можжевельник и толокнянка концентрируются в местах залегания источника на уровне 5-10 м. Ольха и березняки тоже являются индикаторами близкого присутствия источника влаги.

Ориентиром служат только большие группы растений, поскольку одиночные представители вида всходят из случайных семян.

Общей приметой присутствия воды, на которую указывают деревья и кустарники, является особенность их корневой системы. Стержневой корень присущ тем культурам, которые находятся над глубоким подземным источником, а растительность с маленькими корнями является признаком небольшой глубины залегания жидкости.

Если поблизости от вероятного участка прохождения подземного русла растут сосны, можно рассчитывать на обустройство скважины глубиной 25-30 м, для слив и яблонь расстояние до подземного водоноса составляет 15-20 м.

Природные явления

Дополнительную информацию о расположении грунтовых вод можно получить при наблюдении за явлениями природы. Над почвой, под которой проходит подземное русло, скапливается плотный водяной туман и вьются мошки. Густая растительность имеет насыщенный цвет и по утрам покрывается обильной росой. Для того чтобы в этом убедиться, рекомендуется понаблюдать за участком несколько дней.

Водоносы часто воспроизводят линию ландшафта, что повышает вероятность залегания воды в природных котлованах. Прямоугольная конфигурация гидрографической сети, характеризующаяся разломами осадочных пород, является лучшим местом для устройства водоносной шахты. В условиях складчатых пород грунтовый источник может расположиться на вершине геологической складки. В плотных кристаллических породах присутствует ветвящаяся система водных каналов.

Рамки как популярный метод поиска воды

К востребованным способам поиска воды относят использование биолокационных рамок и маятников. Применяют этот метод люди с развитой экстрасенсорной чувствительностью — т. н. лозопроходчики.

Рамки длиной 35-40 см изготавливают из алюминиевой, медной или стальной проволоки, концы которой загибают под углом 90⁰ на расстоянии 10 см от края. Ручками служат трубки из бузины с удаленной из них сердцевиной. Необходимо сделать так, чтобы проволочные элементы легко в них перемещались. В качестве биолокационных инструментов можно использовать развилки веток лозы, калины или вербы.

Рамки держат в обеих руках и не спеша продвигаются по участку, ориентируясь на повороты инструментов в одном направлении. Водоносная жила обнаружится там, где рамки сойдутся вместе. Как только она будет пройдена, куски проволоки вновь разойдутся в стороны.

Уровень залегания определяется методом линейки и маятника — небольшого груза в виде конуса или шара, подвешенного на нитке длиной 20-30 см. Цифра, около которой он будет раскачиваться поперек измерительного инструмента, следует воспринимать как показатель глубины источника. Маятник изготавливают из меди, стали, бронзы или алюминия.

Рамка не может эффективно работать там, где присутствует большое скопление подземных металлических трубопроводных коммуникаций. Возникают сложности с применением этого метода и в случае глубокого расположения источника.

Барометрическим способом устанавливается давление вблизи реки, после чего этот показатель сравнивается с аналогичным значением, полученным на участке. Показатель в 0,1 мм разницы между ними соответствует 1 м глубины залегания грунтовой жидкости. Если разница значений составляет 0,3 мм, источник присутствует на уровне 3 метров от земли.

Водоносный горизонт на участке можно определить разными способами, но технические методы дают более точные данные о его расположении и качестве воды.

Водоносный горизонт — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Водоносный горизонт или аквифер (англ. aquifer)^[1] — осадочная горная порода, представленная одним или несколькими переслаивающимися подземными слоями горных пород с различной степенью водопроницаемости. Из подземной прослойки водонапорной проницаемой горной породы или неконсолидированных материалов (гравий, песок, ил, глина) могут быть извлечены подземные воды с помощью скважины.

Слои частично состоят из рыхлых материалов: гравия, доломита, ила, известняка, мергеля или песка. Трещины или пустоты между слоями заполнены подземными водами. Горизонт ограничен либо двумя водоупорными пластами (обычно глиной), либо водоупорным пластом и зоной аэрации.

• Статический уровень или пьезометрический уровень в скважине, пробуренной на определенный водоносный горизонт. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Динамический уровень, появляющийся в том случае, когда из скважины проводится водоотбор, например, погружным насосом. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Забор воды из водоносного горизонта или дебит скважины измеряется в л/с, м³/ч, м³/сут, тыс. м³/год.
• Коэффициент водопроводимости измеряется в м³/сут;
• Скорость сработки статического уровня измеряется в метрах в год, показывает скорость падения уровня воды при заданном заборе воды;
• Годовая амплитуда колебания уровня воды измеряется в метрах.
• Глубина залегания подошвы слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Глубина залегания кровли слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.

Для добычи воды из водоносных слоёв бурят скважины (буровые), которые являются составной частью водозаборных сооружений.

Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.

Геологические материалы могут быть классифицированы как сцементированные породы или неуплотнённые (свободные) отложения. Сцементированные породы могут быть образованы песчаником, сланцеватой глиной, гранитом и базальтом. Неуплотнённые породы содержат зернистые материалы как-то: песок, галечник, ил и глину. Четырьмя главными типами аквифера являются:

• аллювий (песок, галечник и ил, отложенные реками),
• пласт осадочных пород (уплотнённые отложения),
• ледниковые отложения (неуплотнённые отложения, созданные ледниками),
• вулканические метаморфические породы.

Подземные воды в аллювиях находятся в поровом пространстве между частицами, а в уплотнённых породах — в трещинах. Количество воды, которое может вмещать аквифер, зависит от его пористости, являющейся поровым пространством между зёрнами отложений или объёмом трещин в породе. Для движения воды в породе необходимо, чтобы поровые пространства были соединены между собой. Подземные воды движутся очень медленно внутри аквифера, и скорость движения зависит от размера пространств внутри грунта или породы, соединённости между собой этих пространств и градиента давления водной поверхности.

Крупнозернистые отложения как песок и гравий обладают более высокой пористостью, чем мелкозернистые отложения как глина и ил, и лучшей соединённостью пор. Крупнозернистые материалы более проницаемы ввиду того, что они обладают большими связанными пространствами или трещинами, позволяющими воде протекать.

В некоторых случаях поровые пространства могут быть заполнены мелкозернистыми отложениями, что уменьшает пористость и затрудняет движение воды, характеризуя аквифер слабопроницаемым. Очень важно уметь определять такие характеристики аквифера, как проницаемость для прогнозирования поведения подземных вод в аквифере.

1. ↑ В российской гидрогеологии термин «аквафер» не употребляется в официальной и отчётной документации.

Что такое водоносный горизонт: глубина залегания водоносных слоев

При отсутствии на приусадебном участке центрального водопровода владельцы загородных домов вынуждены решать вопрос с водоснабжением самостоятельно. Использование подземных источников позволяет вести автономное существование с максимальным уровнем комфорта. Перед тем, как обустроить водозабор, частному застройщику важно иметь представление о расположении водоносных слоев, их характеристиках, методах поиска. В последующем это поможет определиться с выбором водоносного горизонта и постройкой соответствующего гидротехнического сооружения.

Классификация и особенности подземных вод

К подземным источникам относятся воды, располагающиеся в разных по своей структуре и глубине слоях земной коры. Как правило, водоносные горизонты находятся в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, способных аккумулировать влагу. Подпитываются они за счет талых вод, атмосферных осадков, просачивания воды из лож озер, русел рек и ручьев.

В зависимости от условий залегания поземных источников выделяют следующие их виды:

• Почвенные.
• Грунтовые.
• Межпластовые.
• Артезианские.

Почвенные воды — верховодка

Залегают в пределах метровой глубины, разливаясь в поверхностных слоях земли. В некоторых случаях верховодка может располагаться и гораздо ниже, но, не достигая горизонта грунтовых вод. Поскольку почвенные воды формируются из осадков и проникают в неглубокие слои их нельзя назвать полноценным водоносным слоем. Единственным достоинством данного горизонта является его легкая доступность.

Из недостатков  верховодки можно выделить следующие:

• Объем почвенных вод носит сезонный характер и связан с количеством осадков.
• Нестабильность слоя – его насыщенность зависит от количества осадков выпавших за год. В периоды засухи вода может исчезать.
• Низкая очистка воды. Малая толщина почвы не позволяет полноценно задерживать химические и органические примеси, влияющие на качество жидкости.
• Высокая вероятность загрязнения удобрениями, гербицидами и пестицидами, применяемыми в сельском хозяйстве, продуктами из полигонов по сбору мусора и промышленными выбросами.

ВНИМАНИЕ! Верховодку можно использовать только для полива и бытовых нужд. Без дополнительного кипячения вода совершенно непригодна для питья из-за своего микробиологического и химического состава.

Грунтовые воды

Как и верховодка, грунтовые воды относятся к первому водоносному горизонту. В отличие от первого вида такие источники располагаются на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Сверху они не перекрываются водонепроницаемым пластом. Пополнение происходит за счет просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов.

• Глубина залегания данного водоносного слоя составляет от 7 до 30 метров.
• Толщина пласта от 1 до 3 метров.

ВАЖНО! Объем ресурса грунтовых вод менее зависим от уровня осадков. Однако в период весеннего таяния и обильных дождей он растет. В период засухи происходит его истощение, степень пополнения которого очень сложно оценить. Этот факт необходимо учитывать при бурении скважин на воду или копки колодца.

Поскольку, грунтовые воды залегают глубже, то они в некоторой степени проходят частичную фильтрацию и очистку. На химический и бактериологический состав воды оказывают влияние толщина грунта и его состав. В связи с этим рекомендуется регулярно производить анализ проб воды в специализированных государственных лабораториях.

В целом для бытовых нужд вода, добытая из первого горизонта, годится во всех случаях, тогда как для питья не всегда. Все зависит от условий расположения водозабора и его глубины. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище поднимаемая из него вода.

Межпластовые

Межпластовые водоносные слои или второй водоносный горизонт располагаются между двумя водоупорными пластами грунта и характеризуются большей стабильностью объема. Пополняется горизонт за счет инфильтрации грунтовых вод сквозь толщу слабопроницаемых пород. В зависимости от условий движения выделяют два типа подземных вод:

1. Циркулирующие в рыхлых породах (песчаные, галечные, гравийные).
2. Аккумулирующиеся в скальных трещиноватых пластах (гранитных, известняковых, доломитовых).

Глубина залегания такого ресурса в недрах земли составляет от 30 до 100 метров. Просачиваясь через мелкие поры, трещины и каверны влага подвергается естественной природной очистке. В большинстве случаев она соответствует нормам определенным СанПиНом.

ВАЖНО! В зависимости от пород, через которые проходит влага, может происходить ее насыщение растворенным железом, солями кальция и магния, а так же другими элементами. В результате чего их концентрация может превышать предельно допустимые показатели (ПДК), определенные санитарными правилами и нормами. При превышении ПДК потребуется дополнительное оборудование для очистки воды.

Артезианские

Артезианский водоносный горизонт находится в более глубоких подземных слоях. Встречается он в специфических геологических структурах:

• Впадинах.
• Мульдах (пологие тектонические прогибы в форме чаши или корыта)
• Флексурах (коленообразные изгибы слоистых пород).

Водоносный слой заключен в пористых или щелевых породах, находящихся между двумя водоупорными слоями (известняк, гранит, песчаник). Что делает пласт более защищенным от воздействия внешних факторов. Пополняется бассейн удаленно. Расстояние до источника подпитки может исчисляться десятками, а то и сотнями километров. Преодолевая такие расстояния, вода естественным путем очищается от примесей и загрязнений.

Глубина залегания артезианского горизонта  от 100 до 1000 метров.

ИНТЕРЕСНО! Вогнутые и выгнутые геологические структуры, в пластах которых находятся артезианские водоносные слои, обуславливают постоянное статическое давление на горизонт. При бурении скважины уровень воды повышается, на много превышая уровень водоупорной кровли. В результате чего можно наблюдать фонтанирование.

К преимуществам артезианского горизонта относят:

• Большие запасы.
• Высокое качество и чистоту.
• Пригодность для питья без дополнительной очистки
• Стабильный не лимитируемый объем.

Из недостатков можно выделить:

• Чрезмерная минерализация.
• Сложность добычи.
• Дороговизна устройства артезианского водозабора.

ВНИМАНИЕ! Согласно Закону Российской Федерации «О недрах» воды, находящиеся в артезианских водоносных горизонтах являются государственным стратегическим запасом.

Основные сооружения для добычи воды

В зависимости от расположения на участке водоносных горизонтов, их глубины, наличия средств, потребностей в воде и целей ее использования выбирают соответствующие способ добычи.

Колодцы

Для бытовых и сельскохозяйственных нужд используют колодцы глубиной до 5 метров. Для получения питьевой воды шахты углубляют до 10…15 метров. Это наиболее бюджетный и простой вариант обустройства водозабора. Наличие такого сооружения позволит решить вопросы:

• с поливом огорода;
• с наличием воды для технических и бытовых нужд;

ВНИМАНИЕ! Для питьевых целей воду из колодца можно употреблять исключительно после кипячения.
При копке шахты учитывайте объем воды, который способен выдать колодец. На нужды семьи в среднем берется объем порядка 250 литров. Рекомендуется для более легкой добычи воды использовать такое вспомогательное устройство как специальный водный насос.

Скважины

Получить чистую питьевую воду позволяют только скважины. Ствол, уходящий в глубоко (до 50 метров) в подпочвенный песчаный горизонт, будет самым оптимальным вариантом обеспечения загородного дома водой. Чистота поднимаемой на поверхность влаги объясняется тем, что суглинки и песок, сквозь который она попадает в водоносный слой, служат отличным фильтром.

• Срок эксплуатации скважин на песок ограничен из-за истощения данного водного горизонта либо заиливания скважины. Как правило, служат такие сооружения в среднем 8…10 лет.
• Артезианские водозаборы служат до 50 и более лет, так как объем водоносных пластов неограничен. Вода в них высокого качества.

Для водоснабжения загородного дома используют в основном скважины на песок. В сравнении с артезианскими водозаборами, они менее затратны. К тому же их можно пробурить своими силами, не используя дорогостоящие машины.

Карта глубин в Московской области

карта залегания артезианских водоносных слоев в Московской области

Напорные слои

Под определением напорные воды имеются в виду глубоко залегающие водные жилы, как бы зажатые водоупорными слоями земной коры, что образует давление, создает напор. Это артезианские водоносные горизонты. Они присутствуют в тектонических разломах, даже образуют целые подземные бассейны, в некоторых местах имеются очаги выхода на поверхность, от этого зависит мощность напора водного потока. Когда артезианская скважина сделана, при повышенном напоре поток воды легко минует водоупорную кровлю и даже возможно фонтанирование из скважины.

Преимущества и недостатки

Преимущество в качестве воды, недостаток в том, что мероприятие требует больших затрат и поэтому пригодно только как вариант для большого поселения. Однако, для большого поселения такое сооружение будет менее затратно, поскольку в отличие от колодца, откуда придется качать воду электронасосом, здесь затраты энергии будут существенно меньше и скважина помимо удобства быстро себя окупит.

Безнапорные слои

Грунтовые воды, свободно разливающиеся по зазорам в почвенных слоях, глубже полутора метров, межпластовые воды, не имеют какого-либо напора, называются соответственно безнапорными водами, так как не сдавлены слоями горных пород. Только при залегании в виде линзообразных участков могут характеризоваться малым местным напором.

Они проходят по трещинам скальных участков земной коры, разливаются между почвами рыхло-зернистого типа. Наблюдаются в богатых водоносных участках нашей планеты, испещренных сеткой рек и ручьев.

Преимущества и недостатки

Необременительный доступ к таким водам наряду с ненадежностью этих источников в смысле санитарных норм делает оптимальным данный вид для использования как дополнительный. Также этот вариант будет уместен в случае, если речь идет о необходимости создания забора воды для нужд небольшого количества людей или же при недостатке средств дачного поселения, препятствиях в получении разрешения и регистрации артезианской скважины.

Главное же отличие напорных водоносных горизонтов от безнапорных заключается в том, что напорные воды могут образовывать точки выхода на поверхность, пробиваясь в виде ключей и родников, встречаясь чаще всего в разломах, оврагах, у подножий гор.

Способы определения глубины залегания

1. Растения с избыточной потребностью во влаге отлично показывают местонахождение водоносных слоев. Даже в периоды сильной засухи, произрастая на таких изобильных подземными водами местах, они сохраняют пышность и насыщенный зеленый цвет.
2. По разновидности этих влаголюбивых растений определяют заглубление водоносных жил. Например, присутствие камыша указывает на то, что вода может быть на глубине от метра до трех, заросли рогозы показывают наличие подземных вод на метровой глубине, черный тополь предполагает воду на глубинах от полуметра и до трех. Полынь растет на местах прохождения водоносных жил на три-семь метров вглубь, а люцерна до десяти метров. Березняки и ольха тоже могут быть индикаторами присутствия водоносных слоев, тогда как сосна говорит совершенно об обратной ситуации.
3. Для определения, насколько глубоко залегают водоносные жилы, с успехом используют ручное бурение. Этот метод хорош для земель с мягкими почвами. Бур вводят в землю и последовательно на каждом этапе заглубления осматривают грунт на предмет влаги.

Там, где вода находится в ближайшем доступе, подойдет колодец, в местах же, где водоносные жилы залегают глубоко, лучшим вариантом будет скважина.

Колодец делается глубиной 10-15 м, тогда как скважина вбивается в почву на глубину существенно более чем 15 м, ее размер может доходить и до полусотни метров. Скважины сравнительно небольшой глубины можно поставить и своими силами, тогда как если речь идет о большей глубине 30-50 м, то здесь в ход идут уже буровые установки.

Скважина дает более качественную воду и является более стабильным источником акваресурса.

Колодец же более доступен, но дает менее качественную воду. К тому же, возможность добычи воды с помощью колодца есть не везде, тогда как поставить скважину будет более универсальным методом водозабора.

сколько метров и их виды

Водоносный горизонт представляет собой грунт, в порах или трещинах между отдельными частицами которого находится и может передвигаться вода. Соответственно, при бурении скважины необходимо найти горизонт, который сможет обеспечивать необходимое количество воды надлежащего качества. Ограничивается этот водосодержащий слой водоупорными слоями (обычно глинистыми грунтами) только снизу (сверху тогда находится зона аэрации) или с обеих сторон. С практической точки зрения многими гидрогеологами такой горизонт определяется, как зона ниже уровня земли, дающая воду в объемах, имеющих экономическое значение. Ведь если добываемой из толщи грунта воды хватит максимум на полив пары растений, то какой смысл вообще принимать ее в расчет?

Содержание статьи:

Основные характеристики

Водоносный слой характеризуется целым рядом параметров, но рядовому человеку, эксплуатирующему скважину на участке, достаточно знать только некоторые из них.

• Дебит. Определяет, сколько жидкости источник может дать за единицу времени, измеряется в л/с, м³/ч и т.д.
• Годовая амплитуда колебания воды показывает изменение глубины расположения воды в разное время года в метрах.
• Глубина залегания подошвы и кровли горизонта измеряются в метрах, характеризуют границы водоносного слоя.
• Мощность водоносного горизонта – это попросту толщина содержащего воду грунта.

Типы водоносных слоев

Как правило, в толще земной поверхности в пределах досягаемости находится несколько содержащих воду грунтовых слоев. Рассмотрим их подробнее.

Верховодка

Первый водоносный горизонт характеризуется небольшой мощностью — в среднем около метра, реже 3-4 метра, располагается он на глубине от пары до 20-25 метров, причем в южных регионах оказывается обычно ближе к поверхности, в северных – дальше от нее.

Расположение первого верховодного слоя

Добраться до верховодки при бурении проще всего, это можно сделать примитивным садовым буром или лопатой. Другой вопрос, что вода из этого горизонта имеет ряд недостатков.

Дебет скважины очень сильно зависит от погодных условий и времени года, и регулярных больших объемов воды из верховодки получить не удастся. В северных регионах верховодка может и вовсе находиться в зоне промерзания грунтов, делая эксплуатацию источника в зимний период невозможной.

Пополняется первый водоносный горизонт за счет атмосферных осадков и таяния снега в весенний период, поэтому вода не отличается особой чистотой. В ней могут содержаться вредные органические или минеральные примеси, туда легко попадают удобрения, инсектициды, пестициды с участков (даже соседних). А уж если рядом проходят автомобильные дороги, располагаются предприятия или производится складирование отходов, то даже страшно представить, что может оказаться в этой воде.

Конечно использовать эту воду для питья возможно, но в обязательном порядке требуется провести лабораторные исследования ее состава, регулярно их повторять и при необходимости проводит фильтрацию и очистку.

В общем, хотя при бурении и обустройстве скважины для добычи воды из верховодки затраты минимальны, но на очистку воды до пригодного к питью состояния потребуется немало средств. Помимо этого, срок службы источника, заглубленного в первый водоносный горизонт, в среднем не превышает 3-5 лет, после чего придется сооружать новый.

Использование верховодки оправдано, если воду оттуда применять для технических нужд, либо в случае, когда колодец является временным решением, например, при проведении строительных работ и бурении более мощной и долговечной скважины.

Второй водоносный горизонт

Следующий после верховодки водоносный слой (или несколько слоев) – это межпластовые напорные и ненапорные воды. Располагаются они на уровне 40-90 метров в среднем, и от загрязнений с поверхности земли их защищают водоупорные слои глинистых почв.

Фильтрация и дополнительная очистка может потребоваться и такой воде, но в любом случае она существенно чище верховодки, и может быть использована для питья и приготовления пищи.

Дебет таких источников сохраняется примерно одинаковым на всем протяжении срока эксплуатации, но количества воды не всегда может быть достаточно, если ее расход большой, а водоносный слой маломощный.

Артезианские воды

Схема залегания вод в грунте

Артезианский водоносный горизонт располагается на глубине более 100 метров и позволяет стабильно получать большие объемы воды высочайшего качества. Эти водоносные слои никак не соединяются напрямую с поверхностью, а от возможных загрязнений с поверхности земли надежно защищены несколькими водоупорными слоями, самый нижний из которых обычно представляет собой скалистый грунт. Хотя бурение такой скважины обходится недешево, с течением времени это окупается. Во-первых, затраты на очистку воды минимальны, а во вторых, артезианские источники очень долговечны и способны обеспечивать бесперебойное водоснабжение минимум 40-50 лет. Однако артезианские воды относятся законодательством к полезным ископаемым, поэтому на устройство такой скважины и ее эксплуатацию потребуется разрешение.

Подводим итоги

Виды водоносных слоев и схема их глубина залегания

Водоносные слои разных типов характеризуются разным качеством воды и возможным дебитом скважины. Выбор оптимального для данного участка источника может быть осуществлен только при разведывательном бурении и определении точного места залегания вод на этой территории.

Советуем почитать: Артезианская вода что это такое?

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Расположение водоносных слоев: верховодка, грунтовые и межпластовые

Вода является источником жизни на Земле, без нее трудно представить себе деятельность современного человека. Вода используется для разных целей: питьевых и хозяйственных нужд, водопоя скота. Те, кто проживает в частном секторе вдали от города, знают, что основными источниками питьевой воды являются колодцы, скважины или каптажи. В том или ином случае проводить воду необходимо собственными силами. Большое значение имеет определение точного расположения водоносной жилы. Расположение водоносных жил различается по глубине, от этого во многом зависит качество воды.

Схема залегания подземных вод.

Каждый уровень водоноса имеет свои особенности. В зависимости от этого, различают несколько типов подземных жил: верховодку, грунтовые и межпластовые воды. Последние делятся на напорные и безнапорные. Они наиболее чистые, но, в тоже время, до них труднее всего добраться. Гидрогеологические особенности важны не только при проведении водопровода, но и в строительном деле. При этом большое значение имеет уровень стояния грунтовых вод. Рассмотрим более подробно, чем отличаются между собой верховодка, грунтовые и межпластовые воды, какова их глубина залегания.

Водоносные слои земли

Карта глубин залегания грунтовых вод.

В толще земли имеется несколько водоносных слоев. Вода скапливается в земле благодаря наличию водоупорных пластов. Последние образованы, в большей степени, глиной. Глина практически не пропускает воду, защищая тем самым водоносные горизонты от загрязнения. Реже в водоупорном пласте можно встретить камни. Интересен тот факт, что между глиняными пластами практически всегда находятся слои, образованные песком. Известно, что песок удерживает влагу (воду), в результате чего вода скапливается и тем самым образует водоносные недра земли. Необходимо знать, что водоносные слои могут быть защищены водоупорными пластами с обеих сторон или только с одной.

Самый глубокий водоносный пласт, который используется в современное время для водопотребления, образован артезианскими водами. Он может располагаться на глубине более 100 метров. Артезианские воды залегают не в толще песка, а в пласте, образованном известняком. Благодаря этому они имеют особый химический состав. Существуют и более доступные водоносные слои. К ним относится верховодка. Большое значение имеет то, что она не защищена сверху водоупорным слоем, поэтому не пригодна для питьевых нужд. Водоносные слои в одних участках местности могут быть тонкими, а в других – очень большими. Это наблюдается в результате излома водоупорных пластов. Такие участки имеют большой дебит.

Верховодка и ее особенности

Схема движения грунтовых вод.

Самый первый водоносный слой называется верховодкой. Свое название такая вода получила благодаря тому, что слой расположен очень близко к поверхности. Глубина, на которой она может обнаруживаться, составляет от 1 до 4 метров. Верховодка относится к безнапорным подземным водам. Такая вода есть не везде, поэтому представляет собой непостоянный водоносный слой. Верховодка образуется в результате фильтрования поверхностных вод или осадков через почву. В силу этого она не нашла широкого применения для питьевых нужд. Причин тому несколько:

• низкий дебит и его непостоянство;
• наличие большого количества загрязняющих веществ;
• невозможность в полной степени обеспечивать нужды населения.

Верховодка образуется периодически. Это зависит от наличия осадков, паводков. В теплое время года (летом) найти данный источник воды очень сложно. Нередко она располагается на первом водоупорном слое, поэтому при выходе этого пласта может образоваться заболоченный участок. Вода этого водоносного слоя характеризуется тем, что является пресной, имеет низкую минерализацию. Кроме того, она загрязнена органическими веществами. В ряде случаев в ней содержится много железа. Она может быть пригодна для хозяйственных нужд в качестве дополнительного источника воды для полива или орошения растений.

Характеристика грунтовых вод

Схема слоев грунта.

Определение уровня стояния грунтовых вод в частном строительстве наблюдается очень часто. Именно они чаще всего используются для водоснабжения жилого сектора. Для забора грунтовых вод строятся колодцы или каптажи. Скважины же чаще бурятся для межпластовых вод. Грунтовые воды образуют первый постоянный водоносный горизонт, который лежит на первом водоупорном слое земли. Они являются безнапорными. Это свидетельствует о том, что сверху они не защищены водоупорными породами грунта, а сам пласт земли при этом остается заполненным наполовину.

Они распространены практически повсеместно, в отличие от верховодки. Важно, что грунтовые воды во многом зависят от осадков, поэтому их дебит может меняться в зависимости от времени года. Весной и осенью он больше, нежели летом и зимой. Уровень этого слоя повторяет конфигурацию рельефа, поэтому на разных территориях толщина данного слоя разная. Вода, которая скапливается в аллювиальных недрах, широко используется для питья. Грунтовые воды залегают на уровне от нескольких метров до десятков. Химический состав и минерализация определяются расположением слоя. Если вблизи имеются поверхностные источники (реки, озера) с пресной водой, то подземные слои могут использоваться для питьевых нужд, стирки и других целей. Но при этом требуется их очистка (кипячение или фильтрование).

Межпластовые водоносные слои

При выборе водоносного слоя для будущего колодца или скважины необходимо знать, что межпластовые воды являются более качественными (чистыми) в отличие от грунтовых.

Межпластовые воды характеризуются тем, что они окружены сверху и снизу водоупорными слоями.

Конструкция артезианской скважины.

Глубина, на которой их можно обнаружить, составляет от 10 и более метров. Различают безнапорные и напорные межпластовые воды. Первые распространены не так широко, их очень трудно найти. Они встречаются в слоистых осадках, вверху геологического разреза. По своему химическому составу они более сбалансированные и чистые, поэтому используются для водоснабжения.

Наибольшую популярность имеют напорные воды, именуемые артезианскими. Установлено, что их химический состав постоянен. Они богаты различными минералами. Такую воду можно пить даже без предварительной обработки. Защита этого водоносного слоя осуществляется сверху и снизу. Их дебит всегда большой, и он постоянен. Глубина их расположения составляет около 100 метров и больше. Именно для получения артезианской воды производят бурение скважины. Артезианские воды относятся к полезным ископаемым, представляющим большую ценность.

Как зависит качество воды от глубины водоносного горизонта?

При расположении водоносных слоев считается, что качество воды улучшается по мере увеличения глубины. Это на самом деле так. В ходе частного строительства колодцев или скважин первая вода начинает появляться уже на глубине 2-3 метров от поверхности. Это вода первого водоносного горизонта. Она загрязнена химическими веществами, органикой, которая поступает с поверхности. Большое значение имеют сточные воды, которые легко проникают в первый водоносный горизонт. При возведении колодца оптимальная глубина копания составляет 15-20 метров.

Здесь залегают грунтовые воды и межпластовые. Для обнаружения артезианской жилы нужно копать дальше. При этом лучше использовать бурение. Таким образом, залегание водоносных горизонтов имеет огромное значение для водоснабжения населения. Многие регионы испытывают нехватку чистой воды, что служит поводом для поиска новых источников.