что такое межпластовые воды
Подземные воды: что это такое и как они образуются, причины образования, структура жидкости, особенности
Переоценить значение водных источников под землей невозможно. Они необходимы человечеству практически как воздух. Но это не значит, что каждый житель нашей планеты достаточно хорошо осведомлен о подземных водах, знает, что это такое, может дать определение и классифицировать их на подвиды. Поэтому это сделаем мы в нашей статье.
Понятие термина
Это водный раствор, который находится в верхней части земной коры. По своему агрегатному состоянию это может быть жидкость, лед или пар, переход из одной формы в другую – естественный процесс, происходящий в более глубоких грунтовых слоях. Наука, которая это изучает, называется гидрогеология. Наиболее часто мы встречаемся с большими потоками, которые влияют на течение рек, их полноту, а также с ключами и источниками – небольшими струями влаги. Но не все они выходят на поверхность, намного чаще они остаются в грунте. В таком случае люди давно научились выкапывать в водоносном почвенном слое углубление, чтобы получать ресурс. Таким образом работают колодцы, скважины и другие точки водозабора.
Химический состав и особенности подземных вод
Неверно считать, что для всех проб, взятых в любом водоеме или в грунте, будет правильна единая формула – Н2О. Конечно, на молекулярном уровне именно соединение молекул кислорода и водорода дают знакомую нам всем жидкость. Но на практике, количество примесей и загрязнений может варьироваться в зависимости от состава горных пород. В среднем такой водный раствор содержит около 60 микроэлементов плюс микроорганизмы. Одни из них полезны для организма, от других нужно избавляться перед употреблением, производить фильтрацию. По тому, как много минеральных веществ содержится, ресурс делят на уровни минерализации:
Как правило, чем глубже пролегает источник, тем более он насыщен солями и иными веществами. Поэтому часто на поверхности можно встретить питьевой ключ, который в недрах земли намного солонее.
Интересен химический состав минеральных вод, их также называют лечебными или целебными. В них содержится большая концентрация минералов, полезных для организма. Так различают бюветы углекислые, как Боржоми или в Кисловодске (наиболее популярные), а также радоновые, азотные, сероводородные. Их принимают не только в качестве напитка, но и для обертываний, гидротерапии.
Каково значение подземных вод для человека
Переоценить его практически невозможно. Что еще больше вызывает недоумение – почему человечество так небрежно относится к источнику жизни на Земле, загрязняет реки и озера, отравляет грунт различными химикатами, неразлагающимся мусором. В зависимости от того, к какой категории относится водный ресурс, он имеет такое значение:
Таким образом, большинство сфер нашей жизни так или иначе связано с этим водным ресурсом, даже (или особенно?) если вы проживаете в городе и не задумываетесь, откуда появляется холодное водоснабжение.
Как называются подземные воды по видам
Классификация, которую мы приведем ниже, зависит от глубины залегания ресурса. Кроме того, используют разделение на три класса, их называют горизонтами:
Еще одна интересная классификация затрагивает в основном глубинные слои. Там жидкость может быть молодой, только что созданной, или реликтовой. Вторая не значит, что она испорченная. Содержащиеся в ней вещества могут ее отлично законсервировать.
А теперь переходим к видам вод, в зависимости от глубины залегания.
Почвенные
Это влага, которая находится в верхнем слое почвы. Ее также называют верховодка. Она буквально питает грунт. Ее частицы пребывают в подвешенном состоянии, то есть они не имеют твердую опору, поэтому у них нет течений. Особенно большое количество такой жидкости скапливается при весеннем таянии снега. Она является самой полезной, чистой, необходимой для сельскохозяйственных культур и для лесных растений.
Грунтовые
Они тоже находятся в верхнем слое земной коры, но на небольшом углублении. Они пополняются не источниками изнутри, а дождевыми осадками. Если их выпало избыточное количество, то местность часто подтапливается, что можно обнаружить по повышенной влажности в погребах. Если они выходят на поверхность, то мы говорим о том, что бьет ключ, течет ручей. Обычно они пригодны для питья. При избыточном количестве потоки скапливаются в одном месте, где они образуют водоем – болото или озеро, пруд естественного происхождения.
Основные типы подземных вод
Казалось бы, о каких типах может идти речь, если не о грунтовых и артезианских, но существуют и другие.
Типы подземных вод
Подземные воды на одном участке могут быть представлены несколькими сломи:
Верховодка
Так еще называют верхний горизонт подземных вод.
Преимущества верховодки — доступность, вода расположена близко.
Недостатки — в верховодке наблюдается резкое колебание уровня воды, в зависимости от времени года, вплоть до полного исчезновения в засушливый период. Также верховодка загрязнена всем, что находится на поверхности земли: удобрения, химикаты, нефтепродукты и т.д., поэтому может быть использована исключительно для технических нужд (полива участка, мойка машины и т.д.).
Для использования такой воды, в самой низкой точке участка достаточно выкопать колодец.
Межпластовые воды
Эти воды залегают на большей глубине, чем верховодка, и расположены под водоупорным слоем глинистого грунта.
Отличаются постоянством количества и химического состава. Попадание в межпластовые воды грязных стоков с автомоек, полей и огородов, исключено, поэтому вода межпластовых слоев пригодна для использования в качестве питьевой.
Скважины, установленные в межпластовые слои – это скважины на песок или фильтровые. Недостатком таких скважин является высокая степень их заиливания, поэтому они нуждаются в обустройстве фильтрами для дополнительной очистки воды, а так же в установке насосов для поднятия воды на поверхность.
Артезианские воды
Эти воды располагаются между двумя водоупорными пластами и обладают достаточным напором, чтобы подняться на поверхность. Скважины, установленные в такие горизонты, называются артезианскими.
Артезианская вода обогащена минеральными солями, но на разной территории имеет свой химический состав. Это самая качественная вода.
Единственным недостатком артезианской воды является ее глубокое залегание и прочность водоупорных пластов (известняков), поэтому бурение артезианских скважин считается весьма затратным делом.
Для определения глубины залегания водоносного слоя в Московской области составлена геологическая карта, из которой можно получить подробную информацию о водоносных слоях.
Виды подземных вод. Верховодка и грунтовые воды: в чем отличия
Пригодность земельного участка к застройке определяется не только рельефом местности и механическим составом почвы, но и тем, какие на участке находятся виды подземных вод и на какой глубине они залегают. Присутствие подземных вод является определяющим, возникнут ли проблемы при строительстве и, в дальнейшем, при эксплуатации зданий и сооружений.
Мало того, стоимость участка под застройку напрямую зависит от того, на какой глубине залегают подземные (грунтовые) воды, так как борьба с ними — занятие нелёгкое и очень недешёвое.
Свойства любого грунта в сильной степени зависит от его влажности, то есть насколько он увлажнён поверхностными и подземными водами.
Подземные и поверхностные воды
Поверхностные воды – это просачивающиеся в землю осадки в виде снега и дождя.
Подземные воды формируются из проникающих в грунт на определённую глубину поверхностных вод, а также из вод рек, озёр, болот и искусственных водохранилищ.
Все воды, находящиеся ниже уровня земли в горных породах в газообразным, жидком и твердом состоянии называются подземными водами. Для их образования необходимо два условия: атмосферные осадки — снег дождь, выпадающие на поверхность суши в достаточном количестве и способность горных пород, слагающих этот участок суши, пропускать воду.
Атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, просачиваются сразу. Атмосферные осадки, выпадающие в виде снега, просачиваются после его таяния.
Способность породы пропускать воду объясняется тем, что во всех горных породах есть поры, пустоты и трещины. Поры – это расстояние между частицами горной породы. Чем крупнее частицы, тем крупнее поры, и тем легче вода проходит сквозь горную породу.
Породы, пропускающую воду, называют водопроницаемыми, а не пропускающие воду называют водонепроницаемыми или водоупорными.
По водопроницаемости, то есть, способности любого грунта пропускать воду через свои структуры, грунты делятся на три группы:
На поверхности суши преобладают осадочные породы разной водопроницаемости. Иногда эти породы располагаются горизонтально, иногда чередуются: водопроницаемые и водонепроницаемые слои.
Возьмем, например, участок суши, который сверху не прикрыт водонепроницаемыми породами и представлен крупнозернистым песчаником на водоупорной глине. Осадки, выпавшие на этот участок суши, очень быстро просочатся сквозь песок, но не пройдут сквозь водонепроницаемую глину. Постепенно осадки заполнят все поры в песке и образуется водоносный слой.
То есть, водоносный слой (водоносный пласт) — это горизонтально расположенный в толще земли участок грунта, состоящий из водопроницаемых горных пород, в полостях и трещинах которого движется подземная вода. Из одного или нескольких водоносных пластов образуется водоносный горизонт.
Виды подземных вод
По условиям залегания выделяются четыре вида подземных вод:
Подземные воды на участке
Верховодка
Верховодка – это временное, чаще всего сезонное, скопление безнапорных подземных вод малой мощности с небольшой площадью распространения. Располагается над грунтовыми водами, на сравнительно небольшой глубине в зоне, где часть пор пород занята воздухом, а другая часть — связанной водой.
Верховодка образуется над так называемыми полуводоупорами (случайными водоупорами) – линзами глин в песке или прослойками более плотных пород. Чаще всего это происходит в период долгоиграющих моросящих дождей или сильного снеготаяния, когда при инфильтрации вода не уходит в грунтовые воды, а временно задерживается. Таким образом, образуется ложный водоносный горизонт. Со временем эта вода либо испаряется, либо просачивается в нижележащие грунтовые воды.
Верховодка может также образовываться и в случае, когда нет никаких линз, но в толщу грунта с низкой водопроницаемостью обильно поступает вода. Так как просачивание происходит медленно, то в верхней толще грунта собирается вода – верховодка, которая рассасывается через некоторое время.
Появление верховодки может оказаться неожиданным «сюрпризом» для строителей, особенно если инженерно-геологические изыскания проводились в сухое время года. Поэтому она может представлять значительную опасность для строительства, так как не обнаруженная вовремя, может вызвать подтопление подвалов. Строители далеко не всегда страхуются устройством гидроизоляции подвала и дренированием территории
Грунтовые воды
Воду, находящуюся в водоносном слое, неприкрытую сверху водоупорными породами, называют грунтовыми водами.
Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, значительный по площади распространения, залегающий на первом водоупорном слое грунта, то есть на том слое, который или практически не пропускает воду, или имеет очень низкую фильтрацию.
Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водоупорными (водонепроницаемыми) породами.
Как правило грунтовые воды – безнапорные, свободные, так как водопроницаемый пласт, в котором они находятся, они заполняют не на полную мощность, и в этом их главное отличие от других видов подземных вод.
Иногда, на отдельных участках, над потоками грунтовых вод все-же встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля. Тогда грунтовые воды приобретают локальный (местный) напор.
Так как залегают грунтовые воды недалеко от поверхности земли, то в течении года их уровень существенно меняется. Например, весной, после таяния снега, уровень грунтовых вод повышается, а к концу засушливого лета понижается. Изменение уровня грунтовых вод хорошо видно в колодце в населенных пунктах, где люди берут питьевую воду.
Уровень грунтовых вод зависит от сезонных колебаний, на него влияет количество выпавших осадков, наличие растительного покрова, рельеф и жизнедеятельность человека.
Грунтовые воды медленно текут по порам в том направлении, где уровень грунтовых вод ниже. Иногда в оврагах и речных долинах они образуют источники или родники.
Именно грунтовые воды создают проблемы строителям, воздействуя на фундаменты. Так как грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений.
Межпластовые воды
Межпластовые воды – это подземные воды, находящиеся между двумя водоупорными слоями грунта. Межпластовые воды находятся ниже грунтовых вод, под первым водоупорным или водонепроницаемым слоем.
Бывают безнапорные межпластовые воды и напорные межпластовые воды. Безнапорные межпластовые воды не заполняют на полную мощность тот водоносный пласт, в котором находятся, и таким образом имеют свободную, безнапорную поверхность.
Однако, безнапорные межпластовые воды — довольно редкое явление. Чаще всего межпластовые воды заполняют весь водоносный пласт и обладают напором, то есть, находятся под значительным давлением грунта.
Напор – это давление, превышающее атмосферное. Причиной напора может быть вес вышележащих горных пород, изменение пористости пород, тектонические напряжения.
Наиболее благоприятные условия для формирования напорных вод создаются в пределах тектонических прогибов земной коры. То есть тогда, когда межпластовые воды и водоупорные слои располагаются чашеобразно. В таких случаях под напором вода поднимается, образуя источники и иногда бьет фонтаном.
Схема залегания подземных вод: 1 — верховодка; 2 — межпластовые безнапорные воды; 3 — грунтовые воды; 4 — межпластовые напорные воды; 5 — поверхностный водоем
Питание межпластового водоносного горизонта происходит лишь в местах выхода его на поверхность.
Артезианские воды
Артезианские воды – это межпластовые воды, обладающие напором. Залегают, как правило, на глубине несколько десятков метров. Находятся в водоносном слое, ограниченном снизу и сверху водоупорными пластами и поэтому постоянно находятся под давлением. Используются для водоснабжения дома после бурения артезианской скважины.
Межпластовые воды пополняются очень медленно, потому что попасть просачивающаяся вода может туда только в том месте, где они открыты на поверхности.
Грунтовые воды медленно пополняются атмосферными осадками, но только в том случае, если они не прикрыты водоупорным слоем. А межпластовые воды пополняется еще медленней и, если расходовать подземные воды быстрее, чем их количество растет, естественно, они будут исчерпанными.
Очищать грунтовые и подземные воды невозможно. Загрязнение происходит активно во время просачивания сточных вод рядом с крупными городами, сельскохозяйственными центрами населенными пунктами и предприятиями.
МЕЖПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ
Смотреть что такое «МЕЖПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ» в других словарях:
межпластовые воды — Подземные воды, заключенные между водоупорными слоями и находящиеся под гидростатическим давлением. Syn.: напорные воды … Словарь по географии
Межпластовые воды — воды, залегающие между пластами водоупорных пород … Геологические термины
МЕЖПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — См. Пластовые воды … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
ВОДЫ МЕЖПЛАСТОВЫЕ — подземные воды, залегающие между двумя водоупорными слоями (как правило, глинистыми). Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь
межпластовые напорные воды — см. Артезианские воды … Большой медицинский словарь
ПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — (межпластовые) воды, находящиеся в пластах горных пород, ограниченных в кровле и подошве водоупорными породами. В нефтяной гидрогеологии П. в. называются воды, залегающие в данном нефтеносном пласте. Они подразделяются на законтурные, подошвенные … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Подземные воды — Подземные воды воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Шипот подземный источник водоснабжения … Википедия
Грунтовые воды — Подземные воды воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Шипот подземный источник водоснабжения Содержание 1 Классификация 2 … Википедия
ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Г в. имеют свободную водную поверхность. Площадь распространения Г. в. и область поглощения совпадают. Иногда Г. в,… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
напорные воды — Подземные воды, заключенные между водоупорными слоями и находящиеся под гидростатическим давлением. Syn.: межпластовые воды … Словарь по географии
Глубина залегания водоносных слоев
Без воды современный человек не может существовать. Она применяется не только в питьевой сфере, но и хозяйственной. Для тех, кто живёт вдали от города, скважина и колодец, единственные источники воды. Перед совершением работ по прокладке воды на участке, необходимо точно знать, где находится водоносная жила. А её качество, напрямую зависит от глубины залегания. Водоносные слои отличаются друг от друга.
Типы подземных жил:
Межпластовые делятся на:
Знание гидрогеологических особенностей участка нужно не только для проведения водопровода, но и при строительстве дома. Особое значение имеет уровень грунтовых вод. Эти данные нужно нанести на карту участка перед постройкой.
Вода запасается в земле благодаря водоупорным пластам. Которые состоят из глины, препятствующей вытеканию воды и защищающей от загрязнения. Очень редко водоупорный пласт состоит из камней. Слои песка находятся между глиняными и удерживают влагу образуя водные недра. Водоупорные слои могут находиться как с обеих сторон, так и только с одной.
Более доступный водоносный слой — верховодка. Но она не защищена водоупорным слоем и поэтому непригодна для питья. На разных участках толщина пластов варьируется. Это происходит из-за излома пластов. Самый верхний слой называется верховодкой, из-за близкого расположения к поверхности. Залегает на глубине до 4 м. Такой слой есть не везде, он образуется из-за фильтрации осадков, проходящих через почву.
Причины непригодности верховодки для питьевых нужд:
Наличие верховодки напрямую зависит от количества осадков и паводков. В жаркое время года её очень сложно найти. Часто она находится на верхнем водоупорном слое, при выходе которого образуется болото. Вода из этой водоносной прослойки содержит железо. Используется как дополнительный источник для хозяйственных нужд.
Грунтовые воды
Грунтовые воды чаще всего используют для водоснабжения частного сектора. Для этого строятся колодцы и каптажи. Скважины бурят до межпластовых. Первый водоносный слой образуют грунтовые воды. Сверху они не защищаются водоупорным пластом, а слой земли заполнен наполовину. В отличие от верховодки они распространены повсюду. В зависимости от осадков и времени года их уровень меняется. Летом и зимой он меньше, чем весной и осенью.
Уровень в точности повторяет рельеф, поэтому на разных территориях толщина отличается. Глубина залегания 1-10 м. Минеральный и химический состав зависит от глубины слоя. Если недалеко от слоя находится река, озеро или другой источник, то её можно использовать для питья и других бытовых нужд. Но сначала нужно провести очистку.
Межпластовые водоносные слои
Напорные (артезианские) больше распространены. Их химический состав постоянен и богат на минеральные добавки. Слой защищён сверху и снизу. Количество всегда постоянно. Глубина залегания от 100 м и больше. Для получения артезианской воды бурят скважины.
Глубина водоносного слоя и качество
Чем глубже расположен водоносный слой, тем выше его качество. При строительстве скважин, первая вода встречается начиная с 3 м от поверхности. Это первый водоносный слой. Вода там загрязнена органикой и химическими веществами, поступающими с поверхности. Сточные воды легко просачиваются в первый горизонт. Для строительства колодца оптимальная глубина 15–20 м. Тут залегают межпластовые и грунтовые воды. Артезианские источники находятся значительно глубже.
Выбор гидротехнического сооружения
Строительство колодца оправдано, если по картам геологоразведки верхний край чистой воды расположен не глубже 15 м. Копание колодцев на большую глубину не рентабельно. По стоимости работ, колодец обойдётся в меньшую сумму чем скважина. Но кроме стоимости нужно учитывать свойства воды. Чем глубже происходит забор, тем она качественнее. Определитесь для себя, что вам важнее, качество или цена. И только после этого выбирайте колодец или скважина.
Колодец
Колодец строится методом копки на глубину 15 м. Для фиксации стенок используют деревянный сруб, кирпичную кладку, железобетонные кольца необходимого размера. Применение последних, значительно ускоряет процесс стройки.
Преимущества:
Недостатки:
Абиссинский колодец
Если вам необходим ограниченный запас воды, то обратите внимание на абиссинский колодец (скважина игла). Конструкция представляет собой трубу с наконечником, которая забивается в землю. Глубина скважины не превышает 8 м, поэтому используется при неглубоком расположении.
Преимущества:
Недостатки:
Скважины на известняке и песке
Преимущества скважин:
Качества скважины и срок эксплуатации напрямую зависят от бурильщиков. При любой ошибке и нарушении технологии, качество и дебет снижаются.
При выборе конструкции для водоснабжения, обратите внимание на все аспекты, а не только цену. Лучшим вариантом будет нанять профессионала, который подберёт оптимальное решения согласно вашим потребностям и возможностям. Учитывая все особенности грунта на участке.