Что такое водоносный слой и где он находится

Народные способы определения водоносного горизонта

Произвести своими силами разведку в поиске водоносного горизонта для бурения неглубокой выработки или скважины-иглы можно, даже если на прилегающих участках нет никаких ориентиров.

Ориентация по природным признакам

Признаками наличия в почве водоносной жилы могут стать:

• Наблюдение за поведением животных и насекомых. Столбы мошкары вьются в том месте, где есть источник воды, а рыжие муравьи, напротив, стараются поселиться от него подальше.
• Большое распространение в округе влаголюбивых растений.

Индикаторами близкого расположения подземных вод из травянистых растений выступают крапива, хвощ, осока, щавель, камыш. Древовидные растения со стержневым корнем такие, как черемуха, ива, береза, черный тополь, сарсазан укажут, что вода залегает на глубине до 7 метров.

В жаркий полдень животные роют землю в поисках прохлады в тех местах, где подземные воды близко располагаются к поверхности

Для почвы, под толщей которой проходит источник, характерна повышенная влажность. Она непременно будет испаряться, образуя поутру облака тумана; нужно лишь понаблюдать за местностью.

Обратите внимание также на рельеф. Замечено, что водоносы залегают практически горизонтально. Поэтому в районе впадин вероятность залегания воды всегда выше

Поэтому в районе впадин вероятность залегания воды всегда выше.

С помощью биолокационных рамок

Не утрачивает популярности и старинный метод, основанный на биолокационном эффекте, при котором человек реагирует на наличие в земле воды и других тел, создающих в ее толще неоднородности различных конфигураций и размеров.

При поиске воды на участке биолокационным способом указателем выступает проволочная рамка либо же древесная ветка с развилкой, находящаяся в руках человека-оператора. Она способна определить наличие водоносного пласта, невзирая даже на отделяющий от воды слой грунта.

Биолокация – способность рамок приходить в движение под воздействием внешних факторов, например, вибрировать и приближаться друг к другу над местами, где бьют ключи

Биолокационные рамки можно выполнить из калиброванной алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром в 2-5 мм. Для этого концы отрезков проволоки длиной в 40-50 см загибают под прямым углом, придавая им Г-образную форму. Длина чувствительного плеча будет составлять 30-35 см, а рукоятки 10-15 см.

Задача оператора – обеспечить свободное вращение «инструмента». Чтобы облегчить себе задачу, на загнутые концы проволоки надевают деревянные ручки.

Согнув руки под прямым углом и взяв инструмент за деревянные ручки, нужно слегка их наклонить от себя, чтобы проволочные стержни стали как бы продолжением рук.

Для достижения цели нужно сознательно настроиться и четко формулировать перед собой задачу. После этого нужно лишь медленно передвигаться по участку и наблюдать за вращением рамок.

В том месте участка, где скрыты подземные воды, стержни рамки скрестятся между собой. Оператор должен отметить эту точку и продолжить исследования, но уже двигаясь в перпендикулярном направлении относительно изначальной линии движения. В точке пересечения найденных отметок и будет располагаться искомый источник.

Биолокационные рамки среагируют, соединившись между собой концами в том месте, где на участке проходят водоносные жилы

Считается, что лучшее время для поиска воды путем биолокации является лето или ранняя осень. Наиболее благоприятные периоды:

• с 5 до 6 утра;
• с 16 до 17 дня;
• с 20 до 21 вечера;
• с 24 до 1 часу ночи.

Г-образные рамки удобно использовать в полевых условиях, но при отсутствии ветра. Для работы с инструментом нужен опыт и сноровка. Ведь отклонение рамки может зависеть даже от эмоционального состояния оператора.

По этой же причине перед работой с рамками лучше воздержаться от употребления алкогольных напитков. Перед тем, как приступать к поиску, нужно научиться работать с биолокатором и «слышать» его. Благодаря этому в процессе поиска воды для скважины оператора не будет отвлекать даже наличие на участке закрытых водопроводов.

Но стоит отметить, что народные способы не могут дать 100% гарантию получения ожидаемого результата. Ведь даже при удачном исходе всегда есть риск получения скважины с малой производительностью.

Напорные и безнапорные слои

При классификации водных жил различают также напорные и безнапорные слои. Разберем особенности каждой разновидности.

Напорный водоносный слой. Под этим определением имеется в виду глубоко залегающие водные жилы, которые зажаты водоупорными пластами земли. В результате образуется давление, создающее напор. Это фонтанирующие артезианские водоносные горизонты.

Их можно найти в тектонических разломах, которые могут образовать целые подземные бассейны с очагами выхода воды на поверхность. Высота струи зависит от мощности давления пластами земной коры на водные жилы. Если при бурении скважины попасть на напорный слой, то может наблюдаться фонтан, поднимающийся над оголовком сооружения на несколько метров.

Фонтанирующая жидкость обладает высоким качеством, но пробурить и в дальнейшем эксплуатировать такую скважину очень затратно. При этом выгодна в том, что не нужно тратиться на перекачку воды электронасосом. Скважина быстро окупит себя, если ее использовать на несколько участков одновременно.

Карта глубины залегания артезианских водоносных слоев в Москве и в Московской области:

Безнапорный водоносный слой. Это грунтовые и межпластовые воды, которые свободно двигаются по зазорам в почвенных слоях, глубже полутора метров. Они не сдавливаются никакими породами, поэтому не обладают напором. Лишь при залегании в виде линзообразных зон могут обладать незначительным местным напором.

Водные жилы текут по трещинам скальных отделов земли, проходят между почвами рыхло-зернистого типа. Замечаются в богатой водоносной земной коре, испещренной сетью рек и ручьев. Обычно встречаются в разломах, оврагах, у подножий гор.

Простой доступ, но ненадежность санитарного качества таких источников, делает их оптимальными для пользования в качестве дополнительной точки водозабора. Может применяться для удовлетворения бытовых нужд в небольшом количестве (на 1-2 участка), когда стоит запрет на бурение и регистрацию артезианской скважины со стороны государства.

Главное отличие напорного водоносного горизонта от безнапорного заключается в том, что напорные воды могут образовывать определённые точки выхода на поверхность, пробиваясь в виде ключей и родников.

Глиняная посуда для определения водоносного слоя

Для обнаружения места расположения водоносного пласта используется глиняная посуда, предварительно просушенная. В сухую погоду ее оставляют на ночь на участке в перевернутом виде. Если снизу в почве расположен водонос, то к утру на внутренней поверхности глиняной емкости появится влага.

Можно использовать усовершенствованный метод:

• В посуду засыпать просушенный в духовке силикагель. Рекомендуется использовать глиняный горшок.
• Ёмкость накрывают тканым материалом и взвешивают, фиксируя показатель.
• Горшок закапывают на глубину 1,5 или 2 м. Выдерживают сутки.
• По истечении 24 часов емкость аккуратно откапывают и взвешивают.
• На наличие поблизости грунтовых вод будет указывать увеличение массы горшка.

В качестве наполнителя вместо силикагеля можно использовать толченые глиняные черепки, керамический кирпич или измельченную глину (после обжига).

Последовательность работ

Из-за того что такая скважина имеет наибольший по размеру диаметр, процесс бурения обычно растягивается на 3 дня, а, возможно, и дольше, в зависимости от самих глубин залегания. Само бурение осуществляют в несколько этапов. На начальном периоде с помощью крупного долота производят бурение верхнего почвенного слоя. Потом средним создают отверстие в самом грунте до необходимого известнякового слоя — глубин залегания воды. Затем стенки колодца обносятся обсадными колоннами. Это необходимая мера. Долотом самого маленького диаметра пробуривают отверстие, доходящее до водоносного слоя. В качестве водоносных труб для этого процесса используют изделия из металлопластика, стали.

Главный принцип бурения — прохождение в нижние водоносные пласты без попадания вод различных верхних уровней, которые считаются более грязными.

Для того чтобы предотвратить загрязнение известнякового слоя воды, нередко стенки колодца покрывают специальным слоем — водоизолирующим. Он носит название компактонит. Кстати, даже самую чистую и свежую артезианскую воду нужно подвергать фильтрации. И нередко на колодец устанавливают очистительное оборудование.

Какой может быть глубина залегания первого водоносного горизонта

Располагаться такая вода может на расстоянии от 30 до 100 м от поверхности. Именно такая глубина залегания делает ее пригодной для питья и использования для хозяйственных нужд. Грунтовые слои, находящиеся выше первого горизонта, выступают в данном случае в роли естественного эффективного фильтра. В подавляющем большинстве случаев вода в таких подземных «озерах» изначально вполне соответствует всем санитарным требованиям. Пробуренные до таких пластов шахты называют скважинами «на песок». Дело в том, что фильтруется вода в данном случае чаще всего именно через толстые слои песка и глины.

Взвешивание силикагеля

А можно своими руками соорудить своеобразный поисковый груз-прибор. Для этого берут достаточное количество сухого силикагеля (около 1 кг) и заворачивают его в тряпицу. Все это закапывают в грунт на глубину от 50 до 80 см. Перед закапыванием материал нужно взвесить.

Через сутки все это выкапывают и снова взвешивают. Если масса силикагеля увеличилась в несколько раз, значит, вода где-то близко и её много.

Бурение скважин

А можно по периметру участка пробурить несколько пробных скважин. Для этого достаточно использовать простой садовый бур. Скважины бурят в нескольких точках участка до появления водоупорного слоя. Методом сравнения зеркала воды в нескольких скважинах определяют оптимальное место для колодца.

Рабочие методы определения

Определение УГВ – важная практическая задача. Особенно если вы планируете строительство дома. Есть методы определения УГВ. Разберем некоторые из них. 

Бурение пробных шурфов (скважин)

Этот метод изыскания считается эффективным, чтобы определить УГВ при строительстве дома. Для получения средних сведений делают несколько бурений в месте застройки. Рекомендуют бурить шурфы на каждом углу будущего фундамента и плюс один в центре. Для этого подойдет ручной тонкий садовый бур.

Скважины бурятся на глубину 2-3 метра, но не менее 1,5 м. Несколько дней наблюдают за ними. Если в течение 3-5 дней вода в скважинах не появилась. Значит, она находится достаточно глубоко, и при строительстве дома ее можно не опасаться.

Иногда может понадобиться бурение на более значительные глубины от 3-х до 5 м. Например, при определении места для септика. Для этого рекомендуют ложковые буры. После выемки грунта скважины изолируют от поверхностной воды, чтобы она не мешала оценить УГВ. На протяжении нескольких дней замеряют глубину залегания воды. Делать это можно прутом с нанесенными на нем делениями на сантиметры. На основании этих данных делают выводы, подходит ли данное место для расположения септика.

После проведенных испытаний все скважины засыпают землей.

Геоботанический метод

Не является точным определением УГВ. Однако им можно пользоваться. Он основан на анализе местной растительности, которая в большом количестве произрастает на участке

Обратите внимание на деревья и травы

• Если распространены такие растения: камыш, осока, конский щавель, ива, ольха. Значит, УГВ находится на отметке не ниже 3 м. Корни этих культур устойчивы к долгому пребыванию в воде и не гниют.
• Если на территории участка растет много полыни, то УГВ низкий – не менее 5 м. Это растение, наоборот, не любит влажную землю.

Через эксплуатируемые колодцы

Для этого метода подойдут только колодцы, из которых вода черпается вручную или откачивается ручным насосом. Более правильные выводы поможет сделать замер уровня сразу в нескольких колодцах, которые могут быть расположены как на участке, так и рядом с ним.

Если УГВ в колодце не глубокий, то для измерения применяют складной метр. Если зеркало воды лежит глубоко, то рекомендуют опускать измерительный прибор на мерной ленте. Самый известный прибор для измерения уровня в колодце называется колодезный свисток.

Картографический метод

Он дает возможность собрать примерные данные. Изучение данных гидрогеологических карт района и местности, где расположен ваш участок, сделанные в прошлом. Некоторую информацию можно узнать из открытых источников. На карте отмечены уже пробуренные скважины. Изучив характеристики этих скважин, вы можете предположить УГВ.

С помощью самодельного прибора

Этот метод основан на разнице потенциалов в отдельных точках. Берут 4 гвоздя длиной 200 мм, батарейку для карманного фонарика, соединительные провода и вольтметр. На фото вы можете посмотреть, как выглядит схема индикатора.

1. На участке для строительства забивают два гвоздя А и В на некотором расстоянии друг от друга.
2. К головкам гвоздей подсоединяют батарейку с помощью проводов.
3. Между гвоздями А и В забивают еще 2 гвоздя M и N. К ним подсоединяют вольтметр для определения напряжения.
4. В месте, где содержится грунтовая вода, электропроводимость больше, а сопротивление меньше. Раздвигая гвозди А и В, исследуйте сопротивление, пока стрелка вольтметра не начнет отклоняться.
5. Теперь надо измерить расстояние от точки А и В. УГВ равен одной трети расстояния АВ.

УГВ оказывает большое влияние на свойства грунта, служащего основанием для сооружений. Поэтому при выборе участка для строительства обязательно установите его. Надеемся, что разделы данной статьи помогли вам получить ответ на вопрос, как определить уровень грунтовых вод. 

Рамки как популярный метод поиска воды

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.

Что такое подземные воды

Физическое состояние подземных вод может быть:

• жидким;
• твердым;
• газообразным.

Под землей вода может переходить из одного состояния в другое и принимает участие в общем круговороте. Описанием и исследованием того, каков механизм подобных превращений жидкости занимается гидрогеология. 

Выделяется три основных зоны залегания подземных вод:

• верхняя или свободного обмена;
• средняя или замедленного водообмена;
• нижняя, трудно поддающаяся превращению.

Подземные воды играют важную роль в функционировании всего природного комплекса, так как:

• участвуют в гидрологическом цикле Земли;
• обеспечивают людей, животный и растительный мир влагой и питьевой водой;
• пополняют водоемы;
• выходят на поверхность в виде родников и источников, зачастую минеральных или горячих;
• растворяют различные вещества в породах и переносят их;
• служат для отопления зданий, теплиц и энергетических установок в виде водяного пара и горячей воды гейзеров;
• вымывают в растворимых горных породах пустоты и пещеры;
• могут послужить причиной селей и оползней.

Эффективные способы поиска воды

Способов определения близости воды к поверхности существует более десятка. Поиск воды под скважину можно осуществить, используя один из приведенных ниже действенных способов.

Барометрический способ

Показания 0,1 мм ртутного столба барометра соответствуют разнице в перепаде высоты давления в 1 метр. Для работы с прибором необходимо сначала измерить его показания давления на берегу существующего поблизости водоема, а после вместе прибором переместиться в место предполагаемого обустройства источника добычи воды. На месте бурения скважины замеры давления воздуха делаются вновь, и высчитывается глубина залегания вод.

Наличие и глубину залегания подземных вод успешно определяется также с помощью обычного барометра анероида

Например: показания барометра на берегу реки составляют 545,5 мм, а на участке – 545,1 мм. Уровень залегания грунтовых вод рассчитывается по принципу: 545,5-545,1=0,4 мм, т. е. глубина скважины будет составлять не менее 4 метров.

Разведочное бурение

Пробное разведочное бурение является одним из самых надежных способов по поиску воды для скважины.

Разведочное бурение позволяет не только обозначить наличие и уровень залегания вод, но также и определить характеристику грунтовых слоев, залегающих до и после водоносного слоя

Бурение производится с применением обычного садового ручного бура. Поскольку глубина разведывательной скважины в среднем составляет 6-10 метров, необходимо предусмотреть возможность наращивать длину его ручки. Для проведения работ достаточно использовать бур, диаметр шнека которого составляет 30см. По мере заглубления бура с тем, чтоб не сломать инструмент, выемку грунта необходимо проводить через каждые 10-15 см почвенного слоя. Влажный серебристый песок можно наблюдать уже на глубине около 2-3 метров.

Место под обустройство скважины должно располагаться не ближе, чем 25-30 метров относительно дренажных траншей, компостных и мусорных куч, а также других источников загрязнения. Самое удачное размещение скважины – на возвышенном участке.

Повторяющие рельеф местности водоносные слои на возвышенных местах являются источником более чистой отфильтрованной воды

Дождевая верховодка и талая вода всегда стекает с возвышенности в низину, где постепенно дренируется в водоупорный слой, который в свою очередь вытесняет чистую отфильтрованную воду до уровня водоносного слоя.

Метод сейсмической разведки

Метод поиска основан на «простукивании» энергетическим устройством земной коры посредством воздействия звуковых волн и улавливании ответных колебаний с помощью сейсмочувствительного прибора.

В зависимости от структуры и материала слоев земной коры волны по-разному проходят сквозь них, возвращаясь затухающими отраженными сигналами, по свойствам и силе которых судят о породах представляющих эти слои, о пустотах и наличии водоносных слоев, о скоплении вод между прочными водоупорными пластами. Учитывают не только силу возвращенного колебания, но и время, за которое волна приходит обратно.

Тестирование осуществляется в нескольких точках участка, все показатели вносятся в компьютер и обрабатываются специальной программой для выяснения места присутствия водоноса.

Сравнивают полученные данные, собранные в местах со сходной геологией, непосредственно поблизости от водоемов, с данными, собранными на предполагаемом участке бурения. Либо выясняют стандарт сейсмосигнала, характерный для большинства точек конкретного места и по отклонению от этого стандарта выявляют предполагаемый участок залегания водоносного слоя. Артезианские воды дают высокий сейсмический фон, в разы превышающий стандартный.

Метод электрического зондирования

Метод позволяет с помощью приборов зафиксировать наличие воды по показателям удельного сопротивления слоев земли. Используется специальная зондирующая аппаратура.

В почву забивают четыре трубы-электрода длиной до полутора метров. Две из них являются создающими поле электрического напряжения, а две другие выполняющими роль тестирующих устройств.

Их последовательно разводят в стороны. При этом фиксируют данные, по которым измеряют удельное сопротивление, выясняют разность потенциалов, таким образом, последовательно выявляя показатели на разных уровнях земной коры.

Так электроразведка выясняет недоступную сейсмоспектральному методу информацию, будучи менее затратным способом поиска.

Недостаток метода в том, что если местность поиска обогащена ископаемыми металлами или находится в близости к железнодорожным путям, то зондирование станет невозможным.

Рамки как популярный метод поиска воды

Распространенным способом определения водоноса является использование биолокационных рамок. Метод основан на чувствительности используемого материала к биополям. Специальные рамки изготавливаются из лозы или металла. Между потенциальным источником воды и рамкой человек выступает в роли медиатора.

Алгоритм изготовления и использования алюминиевой рамы:

1. Тонкая проволока делится на 2 равные части. Рекомендуемая длина каждой – 42 см.
2. Каждый отрезок загибается до образования прямого угла. При этом место сгиба располагается не в центре проволоки, а таким образом, что оно делит ее в соотношении 1:3. Одна сторона отрезка проволоки при этом получается короче другой.
3. Более короткий участок выступает в роли ручки. Его помещают в конусообразный предмет, трубку (ее диаметр должен незначительно превышать сечение проволоки).
4. Держа в обеих руках рамки, медленно перемещаются по участку. При этом концы рамок должны быть повернуты в противоположных направлениях. Проволоки начинают вращаться и сходятся при обнаружении водоноса.

Для поиска воды часто используются рамки из ивовой лозы, этот метод называется лозоходством. Изготавливают рамки следующим образом:

1. Вырезается ветка, имеющая вилкообразное разветвление. Угол между ветками должен составлять примерно 150°.
2. На протяжении нескольких дней заготовка сушится.
3. В руки берется готовая рамка, при этом общий ствол веток должен быть направлен вверх.
4. При перемещении по участку нужно следить за стволом: чем больше он тянется вниз, тем вероятность близкой воды увеличивается.

Научного подтверждения данный способ не получил, однако при проведении экспериментов подтверждается его эффективность. Точность может достигать 80%.

Народные методы определения водоноса могут сэкономить средства, однако не позволяют получить точный результат. Самым надежным способом станет обращение к специалистам в области строения гидросооружений и гидрогеологии для проведения профессиональной разведки.

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.