Что такое грунтовые воды

Что такое грунтовые воды? Грунтовыми называют подземные воды, залегающие на первом постоянно существующем водоупорном слое. Они питаются от множества источников (атмосферные осадки, наземные водоемы, конденсация, подземные потоки) за
счет чего распространяются на большие площади.

Не стоит путать их с верховодкой, которая имеет временный характер, собираясь только в местах углублений во время интенсивных или продолжительных осадков, либо в период таяния снегов.

• Характеристика грунтовых вод
• Источники пополнения
• Определение уровня грунтовых вод
• Чем опасен высокий уровень грунтовых вод на участке?
• Как снизить и отвести высокие грунтовые воды?
• Зональность грунтовых вод
• Применение грунтовых вод

Характеристика грунтовых вод

Для грунтовых вод характерны следующие свойства:

• безнапорность – к этому приводит отсутствие сплошного водонепроницаемого слоя над водоносным горизонтом, вода перемещается свободно, без напора;
• зависимость от времени года, количества выпавших осадков – в сезон паводков и дождей уровень грунтовых вод сильно повышается, а в засуху или суровой зимой он может падать до нуля;
• неравномерность распределения, залегания – в гористой местности грунтовые воды залегают намного глубже, чем на равнине;
• множество вариантов размещения – в зависимости от пород, по которым протекают грунтовые воды, их типы делятся пластовые, поровые, трещинные.

Источники пополнения

Грунтовые воды пополняются следующими способами:

• Атмосферные осадки: в теплое время года грунтовка пополняется во время дождей, града, в холодное – за счет снега, который питает грунтовку весной во время таяния.
• Инфильтрация из водоемов, расположенных на поверхности почвы – реки, озера, водохранилища.
• Восходящие водные потоки, поступающие из более глубоко залегающих артезианских водоносных горизонтов.
• Конденсация водяных паров в порах и трещинах горных пород.

Определение уровня грунтовых вод

Учитывать высоту и сезонные колебания грунтовки необходимо при проведении большинства строительных, инженерных или земельных работ, поскольку высокие грунтовые воды могут сильно размыть или подтопить почву в сезон дождей.

Самым эффективным способом проведения измерений, который не требует значительных финансовых трат, является метод пробных скважин – он дешевле составления профессиональной гидрогеологической карты и надежнее народных примет.

Перед началом строительства жилых или хозяйственных построек необходимо замерить глубину залегания грунтовки: по периметру будущего строения пробиваются углубления в грунте, их глубина должна превышать уровень промерзания грунта
(1,6-1,8 м), в идеале, скважины должны быть глубиной 3 м.

Если спустя несколько дней углубления останутся сухими, участок подходит для строительства, можно начинать земляные работы.

Присутствие влаги в скважинах говорит о высоком уровне грунтовых вод и необходимости перенести будущий строительный объект на другой участок или обеспечить выбранное место дренажом для эффективного водоотведения.

Важно, чтобы уровень грунтовых вод не был выше отметки промерзания грунта, поскольку зимой грунтовка может замерзнуть, повредив фундамент строения. Согласно нормам проведения строительных работ, от нижней точки фундамента до грунтовых вод должно быть не менее 50 см.

Случаи, при которых стоит отказаться от строительства на выбранном участке:

• глубина залегания грунтовых вод не превышает 2 метров;
• наличие плывуна в грунтовой толще;
• в слоях грунта присутствует глинистый сланец, для которого характерно отсутствие устойчивости – в сочетании с высокой грунтовкой высока вероятность появления оползня.

Чем опасен высокий уровень грунтовых вод на участке?

Перенасыщенная влагой почва может стать серьезным препятствием для наземных и подземных строительных или инженерных работ.

Для уже построенных жилых и технических объектов близость грунтовых вод может стать причиной ускоренного разрушения по нескольким причинам:

• во время паводков и затяжных дождей происходит подтопление подвальных помещений, в условиях повышенной сырости образуется плесень, грибок, которые разрушают строительные материалы;
• в холодное время года верховодка может промерзнуть, что приведет к деформации грунта и основания постройки, следовательно, к образованию трещин;
• движение подземных вод приводит к вымыванию мягких пород, что может стать причиной проседания постройки.

Для зданий из бетона особенно вредны соли, растворенные в грунтовых водах, провоцирующие возникновение в структуре цемента эттрингита (цементной бациллы), который приводит к нарушению прочностных характеристик и разрушению материала.

Признаки, характерные для эттрингита:

• солевые пятна, проступающие на наружной поверхности стен;
• появление белесого наплыва мелких кристаллов;
• бетон начинает отслаиваться, крошиться.

В местах с высоким уровнем грунтовки не рекомендуется строить здания с подвалами, а также обустраивать подземные погреба. Для хранения продуктов лучше сделать наземное хранилище внутри холма или иной возвышенности.

Деревья и иные посадки также страдают от высоких грунтовых вод, их корни загнивают.

Как снизить и отвести высокие грунтовые воды?

В случае, когда перенести строительство на другой участок не представляется возможным, проводят мероприятия по водоотведению грунтовых вод – это происходит следующими способами:

• Открытое водопонижение – наиболее простой способ накопления влаги в специальных канавах с последующей откачкой. Данный путь имеет свои недостатки: при массовой откачке грунтовки возможна просадка грунта, поэтому могут потребоваться
  дополнительные инженерные решения.
• Возведение дренажных установок – водоотведение происходит естественным путем через систему траншей, возможна организация трубного дренажа, что требует больших затрат и инженерных навыков.
• Использование иглофильтровых установок – в этом случае трубы устанавливаются в грунт вертикально, аккумулируют внутри себя воду с последующей откачкой.

Зональность грунтовых вод

В зависимости от зоны географического положения, климатических особенностей, вида почв, растительности и условий формирования, грунтовые воды существенно разнятся по своему составу:

• пресные либо слабоминерализованные – образуются в областях с лесной, лесостепной и степной, местностью, где процесс инфильтрации и подземного стока происходит достаточно интенсивно и легко растворимые соли (хлориды, сульфаты) из них
  вымываются;
• соленые – преобладают на сухих почвах: равнины, сухие степи, пустыни, полупустыни. Процесс дренирования и инфильтрации здесь слабый, влага в основном, испаряется, а соли задерживаются в почве, исключение составляют отдельные районы,
  где встречаются пресные воды.

Основной объем грунтовых вод находится в аллювиальных отложениях долин рек, предгорьях и массивах закарстованных и трещиннованых известняков, которые залегают на малой глубине.

Применение грунтовых вод

Грунтовка расположена близко к поверхности земли, ее добыча не представляет больших трудностей и материальных затрат, по сравнению с артезианскими водоносными горизонтами, однако она не защищена от загрязнений и потому ее использование ограничено техническими нуждами.

Для питья она не пригодна, но имеет значение для сельскохозяйственной деятельности и снабжения водой сельской местности.

По величине антропогенного воздействия существует несколько режимов грунтовых вод:

• естественный (ненарушенный) – грунтовка не используется человеком, меняя свойства только под влиянием природных факторов, при этом со временем возможны активизация оползней и подтопление наиболее заводненных территорий;
• слабонарушенный – помимо естественной расходной части водного баланса, состоящего из испарений и перетоков воды в другие природные резервуары, добавляется незначительный водозабор из колодцев;
• нарушенный – объемы водозабора увеличиваются, возможно обустройство дренажных систем;
• сильнонарушенный – из грунтовки ведется водоснабжение, орошение сельскохозяйственных насаждений;
• искусственный – формируется под влиянием техногенных факторов: орошение земель в засушливом климате (аридная зона), интенсивная эксплуатация грунтовки в технических целях.

С целью изучения механизмов формирования и прогнозирования режима грунтовых вод в России, в соответствии с нормативно-методической базой, ведется гидрогеологический мониторинг, отслеживающий закономерности влияния природных и
антропогенных факторов на поведение грунтовых вод.