Грунтовыми называются воды, залегшие на первом от поверхности земли водоупорном горизонте. Грунтовые воды характеризуются постоянным притоком, накапливаются как в рыхлых пористых, так и в твердых породах.
Использование грунтовых вод
Источником образования таких вод является проникновение атмосферных осадков, рек, водохранилищ, озер и приток влаги с поверхности земли. Уровень грунтовых вод постоянно меняется и представляет собой сглаженную поверхность, повторяющую, как правило, формы рельефа.
Колебание уровня зависит от различных факторов: выпадающих осадков, их интенсивности, особенностей климата, рельефа, наличия растительности, человеческой деятельности и многого другого.
Образование грунтовых вод
Способ природного образования грунтовых вод — это просачивание атмосферных осадков и вод с поверхности земли вглубь. Вода достигает водоупорного слоя, скапливается, питая породы пористого и трещиноватого характера, в результате появляются водоносные слои, которые называются горизонтами подземных вод. Поверхностный слой грунтовых вод, называют зеркалом подземных вод. Расстояние между водоупорным слоем и зеркалом — это мощность водоупорного слоя.
Состав грунтовых вод сильно отличается от состава поверхностных. Есть грунтовые воды богатые на минеральные вещества, благодаря своим физико-химическим особенностям они оказывают благотворное действие на организм человека. Водоносные пласты в местах речных долин и предгорьях могут самостоятельно вскрываться, образуя выход подземных вод на поверхность почвы в виде родничков и ключей. Особенную ценность представляют многие минеральные источники, которые используются в различных лечебных целях.
Грунтовые воды деятельного слоя необильны и мало минерализованы, используются человеком для бытовых потребностей.
Различают три категории грунтовых вод:
- Верховодка;
- Безнапорные;
- Артезианские.
Повышенный уровень грунтовых вод
Количество верховодки зависит от погоды и времени года, так как эта вода в основном образуется из осадков. Находится верховодка не глубже трех метров от поверхности.
Такие воды обычно ухудшают аграрные условия, но не влияют на строительство. Основные проблемы при сооружении зданий создают безнапорные грунтовые воды. Они негативно влияют на фундамент (образовывают трещины, деформируют, способствуют проседанию) и проложенные коммуникации. Артезианские воды применяют в обеспечении водоснабжения дома.
Гидрологические исследования
Уровни грунтовых вод беспрестанно колеблются. Это зависит от весенних паводков и половодья. Лучше всего измерять уровень именно весной, когда он наивысший. Для исследования выбранного участка нужно пробурить пробную скважину. Образцы грунта, которые были взяты из подготовленной скважины, изучаются, определяются их деформационные и прочностные свойства и местоположение водоносных горизонтов.
Иногда, благодаря исследованиям, обнаруживается вероятность подтопления. В итоге проектировщики принимают решение о реальности или невозможности строительства, определяют способ борьбы с грунтовыми водами, делают выводы о пригодности использования воды для питья.
Как бороться с грунтовыми водами?
Для того чтобы начать строительство необходимо обязательно провести гидрологическое исследование местности. От глубины залегания и количества грунтовых вод зависят долговечность дома и затраты на постройку. На борьбу с грунтовыми водами может уйти большое количество денег, иногда даже дешевле будет купить другой участок под застройку. Суть борьбы – собрать воды из грунта и убрать их с территории строительства.
Существует много приспособлений для удаления грунтовых вод. Но перед тем как выбрать способ понижения уровня грунтовых вод, нужно учесть некоторые факторы:
- Необходимый уровень понижения;
- Направление движения вод;
- Размер котлована для строительства и его формы;
- Наличие других построек на участке;
- Водопроницаемость грунта участка;
- Период, на какой необходимо осушить данную местность.
Скважина под воду
Противостоять грунтовым водам можно выбрав подходящий тип фундамента (в некоторых сложных случаях строительство возможно только с использованием свай). Существует метод поверхностного водоотлива, в этом случае воды просачиваются сквозь поверхность котлована и откосов и поступают в водосборные канавы, откуда попадают в приямки, где и откачиваются насосами. Если грунт мелкозернистый, канавы заполняют песчано-гравийной смесью.
Для снижения уровня применяют трубный и беструбный дренаж. Трубный осуществляется с помощью перфорированных полимерных труб, которые укладываются на глубине 1,5-2 м. Беструбная технология предполагает создание довольно глубоких траншей, которые заполняются фильтрующими материалами (крупным песком, щебнем).
Также уровень понижают с помощью иглофильтровальных установок (труба, на конце которой расположен иглофильтр). С помощью шланга установка подсоединяется к насосу и к расположенному на поверхности вакуумному коллектору.
Факторы почвообразования
Рельеф и грунтовые воды как фактор почвообразования взаимосвязаны и играют важнейшую роль в формировании почвы. Их роль растворение и перемещение взмученных веществ, различных соединений под влиянием гравитации и капиллярной силы. Функции рельефа — равномерно перераспределять в почве воду и тепло, увлажняя ее, согревая твердые частицы. Выделяют несколько групп почв, которые отличаются особенностями и уровнем увлажнения:
- Почвы автоморфные – образовываются при глубоком (глубже 6 м) расположении грунтовых вод, на склонах с беспрепятственным стоком поверхностных вод и ровных земляных поверхностях;
- Полугидроморфные почвы – формируются при глубине грунтовых вод 3-6 метров, имеет место кратковременный застой поверхностных вод;
- Гидроморфные почвы – формируются при расположении грунтовых вод глубиной менее 3 метров с условием долговременного поверхностного застоя.
Значение грунтовых вод велико и для природы в целом, и для человеческой деятельности. Они являются постоянным источником подпитки рек и озер, наполняют растения влагой и снабжают их питательными веществами, растворенными в воде.
Пресные грунтовые воды используются людьми для водоснабжения, в промышленном производстве, орошения и наводнении земельных покровов. Минеральные воды оправдали себя как лечебные, а также являются источником добычи химического сырья, такого как бура, йод и многое другое.
Термальные воды, дающие тепло, используют для обогрева помещений и тепличных зданий.
