Водоносные слои и их залегание
Структура залегания пород очень неоднородна. Даже на одном участке на расстоянии метра «пирог» — состав слоев и их размеры — может значительно отличаться. Потому и бывает так тяжело найти воду на участке, приходится бурить несколько скважин, чтобы найти нормальный водоносный горизонт. Есть три основных водоносных слоя:
- Верховодка. Глубина залегания таких вод — до 10 метров. Находится верховодка, как правило, под первым водоупорным слоем — глиной. В некоторых местностях верховодка стоит уже на глубине 1-1,5 метра, что владельцев таких участков не радует — много сложностей. Верховодка — вода, мягко говоря, не очень качественная — в ней содержатся растворенные химикаты с полей, другие загрязняющие вещества. Ее можно использовать для полива, а для того чтобы довести ее до состояния питьевой, требуется многоступенчатая система очищения.
В каждом регионе и даже а каждом участке водоносные слои располагаются по-разному
- Песчаный водоносный слой. Такие скважины называются «на песок» залегают на глубине до 30 метров. Вода на этом уровне уже более чистая — пройдя многослойный «фильтр» из разных пород она уже очистилась. Водоносный песчаный слой обычно располагается под одним из ниже расположенных водоупорных слоев (снова-таки это глины). Недостаток таких скважин или колодцев — большое количество песка в воде, что требует хорошей многоступенчатой фильтрации. В таких источниках вибрационные насосы лучше не использовать — они поднимают песок.
- Артезианские воды. Водоносным слоем на этом уровне обычно выступает известняк. Глубина залегания — около 50 метров. Вода всегда очень чистая, с богатым минеральным составом. Недостаток — большая глубина, следовательно — высока стоимость бурения, да и насос требуется дорогой. Зато артезианские скважины могут не иссякать десятилетиями.
Надо сказать, что найти на участке верховодку несложно. Зная некоторые особенности растительности, проверив некоторые моменты, вы с довольно высокой точностью определите место нахождения водоноса.
С водоносным песчаным слоем все гораздо сложнее — глубины серьезные, приходится ориентироваться в основном на местоположение скважин-колодцев у соседей, ну и не некоторые косвенные признаки.
Глубины расположения верховодки по Московской области
Найти артезианскую воду на участке можно только при помощи пробного бурения. Помочь могут карты залегания водоносных слоев. С 2011 года в России они в открытом доступе (без оплаты). Чтобы получить карту вашего региона, надо отправить заявку в «РОСГЕОЛФОНД». Можно это сделать на их официальном сайте, а можно скачать формы требуемых документов, заполнить их и отправить по почте (с уведомлением о вручении).
С чего начать
Воду находят для бурения классического колодца, скважины на песок, абиссинского колодца или артезианской скважины. Для каждого способа подъёма воды нужны определённые запасы, залегающее на глубине. Чем выше залегает вода, тем проще определить её местонахождение по косвенным признакам. Соответственно, проще всего найти воду для не глубоких скважин.
Определившись с типом скважины, нужно отыскать весь имеющийся картографический материал на участок земли. Карты должны быть крупномасштабные, то есть чем больше подробностей, тем лучше. Если вам повезёт, то сможете найти карту подземных вод. По крайней мере, такие карты существуют.
Если вы только начинаете осваивать участок, где до вас никто не строился, то хорошо бы иметь карту растительности, по которой сможете узнать какие растительные сообщества здесь когда-то были сформированы до того, как всё вырубили и перекопали.
Первый водоносный горизонт
Как известно, водоносные горизонты пролегают в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, которые имеют способность накапливать влагу. Первый водоносный горизонт еще называют верховодкой. Глубина его залегания не превышает 0,5 м в северной тундре, однако может достигать 20-25 м в южных широтах. Состоит этот слой из несцементированных (рыхлых) осадочных пород. В толщину слой достигает 3-4 м. Верховодка не имеет кровли. Ее верхняя граница расположена в области аэрации, вследствие чего обеспечивается непосредственная связь водоносного горизонта с поверхностью. Почти весь объем горизонт получает путем инфильтрации с поверхности почвы. Единственное достоинство этого горизонта состоит в его легкой доступности. Из минусов стоит отметить:
- сезонность наполнения данного слоя
- прямая зависимость от количества осадков
- нестабильный характер, то есть во время засухи вода может полностью исчезнуть
- низкий уровень очистки воды. Незначительная толщина почвы мешает полноценной задержке химических и органических примесей, которые оказывают влияние на качество жидкости
- загрязнение удобрениями, гербицидами и пестицидами, которые активно используют в сельском хозяйстве, а также продуктами из мусорных полигонов и промышленными отходами.
Верховодка может быть использована исключительно для полива и бытовых нужд. Без длительного кипячения вода не должна использоваться для употребления в пищу. Во время бурения скважины, которая опускается ниже первого водоносного горизонта, нужно позаботиться о тщательной изоляции от попадания верховодки при помощи системы концентрических обсадных труб. Грунтовый водоносный горизонт находится в первом водоносном горизонте. Его отличие заключается в расположении на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Наполняет он вследствие просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов. Количество грунтовых вод меньше зависит от уровня осадков. Тем не менее, во время весеннего таяния снега или обильных дождей оно повышается. В сухое время года наблюдается его истощение
Эту особенность обязательно нужно принимать во внимание перед бурением скважины или копки колодца. Для питья такая вода не пригодна без кипячения
Практические методы обнаружения воды
Помимо визуального наблюдения и анализа увиденного, найти воду помогут практические методы обнаружения воды на участке с помощью различных инструментов и приспособлений. Таковыми могут служить стеклянные банки и глиняные горшки, виноградная лоза и алюминиевая проволока, влагопоглощающие материалы (силикагель или красный кирпич и так далее).
Надо сказать, что в настоящее время эти методы применяются все реже. Хотя самостоятельные поиски водоносной жилы очень увлекательны, тут можно представить себя золотоискателем. Куда надежнее и результативнее произвести разведочное бурение в нужном месте. Правда, это требует финансовых затрат.
Самое простое — опросить соседей по участку
Самым простым, но в то же время и наиболее действенным методом поиска места, где лучше всего оборудовать колодец, является опрос соседей по участку.
Те из них, кто уже обзавелся собственным автономным источником водоснабжения, наверняка, проводили изыскания пред тем, как его вырыть.
Они могут оказать действенную помощь, предоставив сведения о проведенных разведывательных работах. Эта информация поможет значительно сэкономить время на поиски водоносного слоя. Если же у соседей по участку колодцев нет, придется искать воду своими силами.
Биолокация с помощью рамки из лозы или алюминия
Расположение водоносного слоя можно определить биолокацией с применением рамки из алюминия или ивовой лозы. Порядок действий рамки из алюминия следующий:
- два сорокасантиметровых отрезка проволоки изгибаются под прямым углом, как на фото и помещаются в полую трубку таким образом, чтобы они могли в ней свободно вращаться;
- развернув концы проволок в разные стороны и взяв трубки в руки, начинаем движение по участку;
- в том месте, где концы проволоки сойдутся, располагается водоносный слой;
- контрольное прохождение участка совершается в перпендикулярном направлении.
Манипуляции при использовании рамки из ивовой лозы похожи. Этот метод называется лозоходство и заключается в следующем:
- с ивы срезается ветка с развилкой величиной приблизительно сто пятьдесят градусов;
- лоза тщательно высушивается;
- при прохождении участка лоза берется в руки таким образом, чтобы ствол был направлен вверх;
- в том месте, где он опустится вниз, находится вода.
Самое надежное — провести разведывательное бурение
Самый надежный метод обнаружения воды на участке – проведение на нем разведывательного бурения.
Используя обычный бур, проходят несколько метров породы до столкновения с горизонтом залегания воды. Прежде, чем приступать к рытью колодца, нужно отправить ее пробу на анализ для определения наличия в ее составе вредных примесей.
Народный метод — расставляем горшки и банки
Народный метод поиска воды на участке осуществляется с помощью стеклянных банок и глиняных горшков. С вечера по всему участку кверху дном расставляются обычные стеклянные банки для консервирования или горшки. Утром они внимательно рассматриваются. Емкости, на дне которых собралось наибольшее количество сконденсированной влаги, обозначат место расположения водяной жилы.
Метод поиска воды измерением массы гигроскопичных материалов
В одинаковые глиняные горшки помещается влагопоглощающий материал, например, обычная поваренная соль. Горшки с солью взвешиваются и закапываются в землю равномерно по всему участку. Затем они выкапываются и вновь взвешиваются. Те из них, которые получили наибольшую прибавку в весе, покажут место нахождения воды.
Применение барометра и других приборов — это серьезно
Такой прибор как барометр, которым можно измерить величину атмосферного давления, позволит определить глубину залегания водяной жилы в том случае, если поблизости от участка располагается река, озеро или другой водоем и, таким образом, поможет ответить на вопрос: как найти воду для колодца?
Атмосферное давление измеряется на участке и на берегу водоема. Затем следует вспомнить из школьного курса физики, что один миллиметр ртутного столба соответствует перепаду высоты в тринадцать метров и сравнить показания измерений. Если разница составила половину миллиметра ртутного столба, значит водоносный слой располагается на глубине 13/2=7,5 метров.
Надеемся, что изложенная информация поможет найти на Вашем участке кристально чистую воду. Нижеследующий ролик излагает авторитетное мнение гидролога по данному вопросу.
Ищем воду при помощи технических средств
Барометр-анероид
Именно такие приборы относятся к категории бытовые. Приставка «анероид» (др/греч.) означает безводный. Наличие подземного горизонта (результаты будут приблизительные) определяется сравнением данных замера давления в разных точках. Использование барометра возможно лишь при условии, если рядом с участком или на нем имеется какой-либо водоем. Искусственный (например, пруд, колодец) или естественный – принципиальной разницы нет.
Методика измерений
Первое проводится у открытого источника, второе – в точке, где предполагается бурение. Принято считать, что 1 мм рт. ст. соответствует 13 м. Следовательно, если разница в показаниях прибора составляет, к примеру, 0,8, то вода в выбранном месте залегает приблизительно на 13 м х 0,8 = 10,4 м ниже уровня водоема.
Метод биолокации
Давно известный и эффективный способ поиска воды. Разновидностей приспособлений и методик довольно много. При самостоятельном поиске лучше использовать 2 изогнутые проволоки – алюминиевые или медные (с рамкой, лозой и некоторыми другими «приспособлениями» работать несколько сложнее). Их форма понятна из рисунка:
В каждой руке – по одной. Чтобы они свободно вращались, их помещают в трубки, которые одновременно выполняют функцию ручек (держателей). Подойдет даже полая бузина (как вариант, срез камыша или подобное), если она есть на участке или рядом с ним.
Технология поиска
Горизонтальные части прутков должны располагаться параллельно грунту.
Схема перемещения по территории – любая. Главное – найти точку, где проволочки изменят положение и пересекутся. Это место следует отметить (например, поставить колышек), и уже от него продолжить поиск. Двигаясь в разных направлениях, можно определить конфигурацию подземного горизонта и найти участок, где вода подходит к поверхности ближе всего. В данном месте проволочки будут вести себя максимально активно. Именно здесь и желательно бурить.
Видео пояснит все моменты биолокации подробнее:
Посуда
В принципе, подойдет любая, например, стеклянная банка, хотя наши предки всегда использовали глиняный горшок. Любая емкость перед постановкой эксперимента должна быть изнутри абсолютно сухой!
Вариант №1 – поставить посуду над заранее выбранным местом. Через сутки проверить. Если ее стенки запотели (появился конденсат), значит, в грунте есть вода.
На следующий день проверяется степень насыщения засыпки влагой. Селикагель (в зависимости от марки) меняет окраску, соль темнеет (да и на ощупь можно проверить, осталась она сухой или намокла).
Чтобы точнее определить насыщенность, перед помещением сосуда в грунт нужно произвести его предварительное взвешивание (вместе с влагопоглотителем). То же – и после выкапывания. Сравнение результатов позволяет сделать определенные выводы.
Вариант №3 – выбранный сегмент накрыть на сутки пленкой п/э, придавив края куска полиэтилена (например, брусками). Появление с внутренней стороны обильного конденсата свидетельствует, что ошибки нет – внизу вода.
Находим воду по рельефу
Проще всего искать воду на участке своими руками, если ваш дом расположен на равнине, в низине или в русле бывшей реки. Сложнее отыскать подземные воды на склоне, пусть даже и не крутом. Ещё хуже искать воду там, где земля хранит память о тектонических процессах и вулканической деятельности – там геологические пласты разнообразны, и уловить закономерность в залегании воды будет сложно.
Неровности рельефа можно определить по карте, где есть изогипсы (извилистые линии, соединяющие точки с одинаковой высотой над уровнем моря). Нужно определить на карте самые низкие места, а потом найти их на местности. Это будут ваши точки отсчёта. После этого проведите обследование с помощью других индикаторов.
Дедовские способы поиска воды для колодца и скважины
Для добычи воды колодцы сооружались с древнейших времен, и уже тогда существовало множество способов поиска места их правильного расположения. Они основывались на наблюдении за поведением животных и атмосферными явлениями, анализе окружающего ландшафта и различных примет, позволяющих определить, где водяная жила подходит близко к земле, и где можно выкопать колодец.
Исходя из многолетнего опыта, известно, что колодец не стоит рыть в местности со значительными возвышениями рельефа, на обрывистом берегу реки, вблизи карьеров и каньонов. Рядом с болотом и низким берегом реки вода будет непригодна для питья. В ложбинах и низинах вероятность найти водяную жилу выше. Поиск воды для колодца своими руками дедовскими способами довольно часто применяются и в настоящее время.
Приятно и полезно проследить за туманом
При поиске места для строительства колодца приятно и полезно проследить за туманом. Это атмосферное явление может наблюдаться и в теплое время года рано утром и вечером
Нужно обратить внимание на то место, где его плотность выше всего, как раз там подземный водяной слой подходит ближе всего к поверхности почвы
Если в одном и том же месте по утрам концентрируется и клубится туман, можно с уверенностью сказать, что вода там есть. Это обуславливается тем, что подобного рода туман образуется испарениями подземной влаги. В отличие от обыкновенного тумана, который неподвижен, влажные испарения клубятся или стелются по поверхности почвы.
Интересные наблюдения — как растут растения
Очень полезно понаблюдать, как растут деревья и кустарники на дачном участке. Заросли камыша появляются в местах залегания воды не глубже трех метров под поверхностью почвы, полынь растет над водоносным слоем, расстояние до которого варьируется от пяти до семи метров. Брусника, черемуха и багульник также располагаются в увлажненных местах.
Ива и ольха всегда растут поблизости от выхода влаги к поверхности земли. Поиск воды надо начинать там, куда наклонена крона влаголюбивых деревьев. А вот такие деревья, как яблоня и вишня, в таких местах никогда не будут чувствовать себя хорошо. В таком случае они болеют и приносят гнилые плоды, поэтому, если только что высаженная яблоня начинает хиреть на глазах, в этом месте и надо рыть колодец.
Меньшие наши братья не скажут, но покажут
Братья наши меньшие разговаривать не умеют, но могут показать своим поведением, где располагается водоносная жила. Грызуны никогда не будут оборудовать свои норки в местах с высокой грунтовой влажностью. В жаркую погоду испытывающий жажду конь начинает бить копытом там, где близко расположена грунтовая влага.
Спасающийся от зноя четвероногий друг человека ложится на землю в предварительно выкопанное углубление поблизости от водоносного слоя. Несущиеся куры никогда не будут класть яйца во влажных местах, а вот гуси и утки поступают прямо противоположным образом. Мошкара роится и собирается в столбики там, где вода близко.
На какой глубине они могут быть?
По уровню залегания специалисты классифицируют грунтовые воды на отдельные категории:
Подпочвенные (иначе именуемые верховодкой). Уходят вглубь не более, чем на 2-3 м. После обильного «пополнения» верховодка нередко выходит из-под земли, разливаясь по ее поверхности.
- Безнапорные (воды второго песчаного горизонта). Ее задерживает не особенно мощный водонепроницаемый слой субстрата, чаще всего глины. Они подходят к поверхности максимум на 3-5 м, могут обнаруживаться на глубине до 35-40 м.
- Артезианские. Водоносный горизонт, «зажатый» между двумя не пропускающими воду пластами и не имеющий источников пополнения. Чтобы обнаружить артезианские воды, придется углубиться минимум на 40-50 м, чаще примерно на 70 м, а иногда и до 200 м. Артезианская скважина даже на участке физического лица подлежит обязательному лицензированию и оборудуется счетчиком. Он нужен для расчета суммы налога, исходя из потребляемого объема.
Наиболее «подвижные» и «нестабильные» грунтовые воды – это верховодка. В жару она может даже исчезнуть совсем. Обязательно нужно выяснить ее химический состав. Такая вода может оказаться токсичной не только для человека, но и для флоры, фауны.
Бурение параметрических или разведочных скважин
Работы выполняются с исследовательской целью. Главная задача пробного поиска найти толстый водоносный слой, который залегает в толще земной коры, и определить его основные характеристики. С помощью параметрических скважин собираются гидрологические показатели, позволяющие определить место локации оптимальной точки водозабора. Бурить скважину на песок при условии хорошего попадания легче и дешевле.
Перед тем, как искать воду методом разведочного бурения, необходимо ознакомиться с общими гидрологическими данными местности, которые подскажут оптимальный вид скважины. Изучение специальной документации поможет оценить характер геологических разрезов в регионе, подсказать ожидаемую глубину залегания водоносного слоя. Такие данные легко найти, если речь идет о плотно населенных землях.
После соответствующих предварительных замеров и работы с гидрологическими данными, определяют предполагаемый участок для параметрического бурения. При удачном стечении обстоятельств и опыте бурильщиков параметрическая скважина вполне может превратиться в стационарную точку водозабора.
Основные способы бурения
Способ колонкового бурения используют для поиска сильно заглубленных водоносных слоев (до 100 и более метров). При углублении вращающейся колонковой трубы с керном подается промывающая жидкость. Мощная струя вымывает вскрытый по кольцу грунт, выбрасывая его на поверхность. В самой трубе остается керн (порода в цилиндрической форме). При прохождении водоупорной кровли, в целях предотвращения заиливания горизонта вместо промывочной жидкости используют сжатый воздух.
Колонковый способ имеет свои преимущества:
- Высокая производительность.
- Возможность внедрятся на глубину 100 метров и более.
- Легкое прохождение твердых пород.
К главным недостаткам данного способа можно отнести:
- Привлечение дополнительного оборудования (помпа, компрессор)
- Высокую вероятность заиливания водоносного пласта продуктами промывки при его вскрытии.
Шнековое бурение скважины применяют при поиске водоносных слоев на меньшей глубине. Главная особенность данного способа, это одновременное удаление разрабатываемой породы из шахты путем ее подъема по реборде вращающегося шнека. Сам шнек представляет собой стальной стержень, по всей длине которого расположена спиралевидная реборда. На конце снаряда находится долото. Ввинчиваясь в породу долото, разрушает ее, а лопасти реборды поднимают грунт на поверхность.
Для того чтобы стенки скважины не осыпались, после проходки 1…2 метров в ее ствол помещают обсадную трубу, постепенно наращивая по мере углубления в грунт.
К основным преимуществам данного способа относят:
- Невысокую стоимость.
- Быстрое погружение.
- Не требуется промывка ствола.
- Нет необходимости поднимать шнек для очистки.
Из недостатков можно отметить:
- Непригодность для разработки сыпучих и скальных пород.
- Неглубокое погружение.
Ударно-канатный способ применяется на твердых породах. Привязанный на стальной трос ударный снаряд, закрепленный на мачтоподобной конструкции, постепенно разбивает слои скальных пластов, создавая разведочное отверстие.
Ручное бурение садовым буром. Выполняется самостоятельно, подходит для глубин 15-20 м. Постепенно проходя слои почвы, исследуется грунт на уровень влажности.
Все эти способы используются как для разведки, так и для создания самой скважины. Выбор способа зависит от геологических факторов и бюджета проекта.
