Как отличить грунтовые воды от верховодки. Какая вода мешает жить (про УГВ, верховодку, дренаж, водоотведение и т. д.). Характеристика грунтовых вод

В широком смысле, под грунтовыми понимают любые виды вод, залегающих под землей.

Но в буровой промышленности подземные водоносные слои классифицируют по глубине залегания.

Варианты использования залегающей жидкости могут быть совершенно разные. От употребления человеком питьевой до водоснабжения скотоводческих ферм и промышленных производств.

Классификация слоев

Верховодка .

Малообъемный и непостоянный слой воды, расположенный на глубине до 3 м под уровнем почвы.

Объема верховодки недостаточно для обеспечения технического водоснабжения производства или частного дома.

В качестве источника воды, она также не подходит из-за сильного загрязнения.

Непосредственно, грунтовые воды . Это первый постоянный слой водоносного горизонта, расположенный выше водоупорного глинистого грунта.

Отличается свободной поверхностью, над ним нет «крыши» из водонепроницаемых пород.

Межпластовые воды. Располагаются ниже первого водоупорного слоя на глубине от 100 м.

Делятся на напорные и артезианские.

Виды грунтовых вод

Источниками формирования грунтовых вод могут быть расположенные вблизи пресные водоемы (реки, озера) и любые атмосферные осадки, в т.ч. тающий снег.

От верховодки, грунтовые воды отличаются постоянством, т.е. они всегда присутствуют в местах залегания, но их объем варьируется в зависимости от времени года.

Весной, во время половодья, слой грунтовых вод достигает своего пика, а в самые жаркие месяцы лета иссякает.

Но ниже всего грунтовые воды опускаются не летом , а зимой — тогда водоносный горизонт уходит глубоко в землю.

Отличием грунтовых вод от артезианских является отсутствие напора. Для поднятия их на поверхность требуются особые системы, называемые каптажами.

Самый распространенный вид каптажных систем — колодцы с подъемным барабаном. Более прогрессивным видом каптажей считаются скважинные колодцы с погружным насосом, работающим от электрической сети.

Они позволяют поднимать на поверхность большие объемы грунтовых вод.

В зависимости от глубины расположения, выделяют высокий и низкий уровень грунтовых вод.

Этот критерий имеет важное значение при строительстве — если возвести дом на участке с высоким уровнем грунтовых вод, они быстро подтопят фундамент.

От уровня грунтовых вод зависят и несущие свойства грунта, поэтому здания, выстроенные заболоченных почвах и в низинах, со временем рискуют уйти под землю.

Высоким, считается уровень залегания грунтовых вод до 2 м под поверхностью земли или меньше. Соответственно, верхний водоносный слой, расположенный ниже 2 м, будет считаться низким.

Уровень водоносного слоя, обязательно, учитывают при заливке фундамента:

• по всем технологиям он закладывается не менее, чем за полметра выше грунтовых вод.

Если точка залегания грунтовых вод меньше глубины фундамента, производят их откачку с последующей гидроизоляцией дна котлована.

Но даже при таких мерах существует опасность подтопления цокольных этажей и подвальных помещений, поэтому для строительства многоквартирных домов и прочих высотных зданий выбирают участки с низким уровнем залегания.

Влияние на прочность сооружений

Колебания уровня подземных вод, под уже возведенными зданиями, может вызвать деформации не только фундамента, но и стен. Это может быть обусловлено следующими факторами:

1. насыщенность грунта легкорастворимыми в воде минералами .
   С течением времени, грунт меняет свою структуру, из него исчезают вещества, растворенные в подземных водах.
   Под давлением стен, утративший свою плотность грунт проседает, и строение падает.
   Чтобы этого избежать, перед началом строительства проводят химический анализ грунта на предмет концентрации легкорастворимых веществ;
2. расположение строения на т.н. плывунах — мелкопесчаных грунтах, которые при подтоплении подземными водами начинают скользить.
   Если на участке под строительство есть места выхода грунтовых вод на поверхность, риск того, что здание «уплывет» вместе с грунтом, значительно увеличивается.
   Для предотвращения этого явления при проектировании построек на плывунах учитывают направление и скорость движения подземных вод, характер рельефа и т.д.;
3. расположение здания на глинистых грунтах .
   Как и в случае с плывунами, при подтоплении грунтовыми водами такие почвы сильно теряют в устойчивости.
   Учитывая распространение глинистых грунтов на территории нашей страны, строительство высотных зданий на них возможно, если перед началом работ проведены меры по отводу водоносного слоя.

Существуют также т.н. агрессивные грунтовые воды , отличающиеся высокой концентрацией растворенных в них щелочей и кислот.

Такие воды разрушают бетонные основания зданий гораздо быстрее, чем обычные.

Источники водоснабжения в промышленности и сельском хозяйстве

Несмотря на то, что грунтовые воды значительно чище, чем верховодка, в них содержится достаточно минеральных примесей, чтобы сделать их непригодными для питья .

Подземным источником питьевой воды служит нижний, межводный слой.

Грунтовые воды используются в технических целях для орошения участков либо для обеспечения нужд производственного цикла.

Использовать для питья (как найти воду на садовом участке прочитайте ) их можно только после нескольких этапов фильтрации.

Как определить уровень залегания

В древности, подземные источники воды искали по характерным внешним признакам. Даже, если земля не выглядит заболоченной, но на ней произрастают влаголюбивые растения:

• наперстянка,
• болиголов,
• камыш и т.п.
  — это говорит о близости воды к уровню почвы.

Кроме того, о глубине залегания грунтовых вод может рассказать и характер зеленого «ковра» — если растения высокие, зеленые и сочные — это значит, что корни в обилии получают влагу из земли.

Также определить места близкого выхода грунтовых вод к поверхности земли помогают насекомые.

Если над участком постоянно вьется мошкара, которую привлекают места с повышенной влажностью, или там много муравейников, значит, грунтовые воды находятся высоко.

Сейчас существуют более точные методы определения уровня водоносного слоя.

Осмотр близлежащих колодцев

В радиусе 3-5 км уровень грунтовых вод не будет сильно различаться, поэтому для его определения на выбранном участке достаточно заглянуть в ближайшие колодцы.

Они наполняются только из водоносного слоя, соответственно, узнать его глубину можно, измерив расстояние от поверхности земли до воды с помощью рулетки.

Бурение пробных скважин

Если в непосредственной близости к участку нет колодцев, используют буровой метод.

С помощью садового бура по периметру участка пробивают несколько шурфов в земле, глубиной 2,5 м, и наблюдают за ними в течение 3-х суток.

Если за это время они не наполнились водой, значит, в данной местности низкий уровень расположения подземных вод и можно смело начинать строительство.

С точностью это сможет сделать только геоморфолог — специалист по рельефу земной поверхности.

Существует еще один метод поиска грунтовых вод — экстрасенсорный.

Человек, обладающий способностью чувствовать тонкие материи, ходит по участку с двумя железными прутами, согнутыми в форме буквы «Г».

Считается, что в местах, над которыми концы прутов расходятся в стороны, грунтовые воды залегают низко.

Такой метод довольно спорный, и, разумеется, не применяется для анализа грунтов при строительстве.

Заключение

В заключение хочется напомнить, что вода несет не только жизнь, но и разрушения.

Наша публикация преследует цель познакомить читателя с тем, какие водоносные слои несут пользу, а какие лучше отвести с участка, чтобы сохранить фундаменты капитальных строений от разрушения.

Посмотрите в предлагаемом видеосюжете, как осуществляется пробное бурение шурфов для определения высоты выхода водоносного слоя к поверхности земли.

Верховодка и грунтовые воды.

Верховодкой называют временные скопления подземных вод в зонеаэрации. Эта зона располагается на небольшой глубине от поверхности, над горизонтом грунтовых вод, где часть пор пород занята связанной водой, другая часть – воздухом.

Верховодка образуется над случайными водоупорами (или полуводоупорами), в роли, которых могут быть линзы глин и суглинков в песке, прослойки более плотных пород. При инфильтрации вода временно задерживается и образует своеобразный водоносный горизонт. Чаще всего это бывает связанно с периодом обильного снеготаяния, периодом дождей. В остальное время вода верховодки испаряется и просачивается в нижележащие грунтовые воды.

Другой особенностью верховодки является вохможность ее образования даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либо водоупорных пропластков. Например, в толщу суглинков обильно поступает вода, но вследствие низкой водопроницаемости просачивание происходит замедленно и в верхней части толщи образуется верховодка. Через некоторое время эта вода рассасывается.

В целом для верховодки характерно: временный, чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. В легко водопроницаемых породах, например в песках, верховодка возникает сравнительно редко. Для нее наиболее типичны различные суглинки и лессовые породы.

Верховодка представляет значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы котельные) она может вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены меры дренирования или гидроизоляции. В последнее время в результате значительных утечек воды (водопровод, бассейны) отмечено появление горизонтов верховодок на территории промышленных объектов и новых жилых районов, расположенных в зоне расположения лессовых пород. Это представляет серьезную опасность, так как грунты оснований снижают свою устойчивость, затрудняется эксплуатация зданий и сооружений.

При инженерно-геологических изысканиях, проводимых в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.

Грунтовые воды.

Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре.

Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому поверхность грунтовых вод является свободной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор (величина последнего определяется положением уровня грунтовых вод на прилегающих участках, не имеющих водоупорного перекрытия). Когда буровая скважина или копаный колодец достигают грунтовых вод, их уровень (т. н. зеркало грунтовых вод) устанавливается на той глубине, где они были встречены. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод обладают характерными особенностями, отличающими их от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков поверхность грунтовых вод испытывает сезонные колебания: в сухое время года она понижается, во влажное - повышается, изменяются также дебит, химический состав и температура грунтовых вод. Вблизи рек и водоёмов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних. Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путём инфильтрации. В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрации и подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв и горных пород. При этом легко растворимые соли - хлориды и сульфаты - выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные грунтовые воды, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественно гидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухих степях, полупустынях и пустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количества атмосферных осадков, а также слабой дренированности местности подземный сток грунтовых вод не развивается; в расходной части баланса грунтовых вод преобладает испарение и происходит их засоление.

Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовые воды; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают солёные грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках.

Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

В низинах, оврагах, долинах и др. отрицательных участках рельефа ниже уровня грунтовых вод происходит их истечение на поверхность в виде родников. Они в значительной степени питают собой пруды, озёра и реки.

Артезианская вода.

Артезианская вода - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.

Вскрытые искусственным путём поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Первоначально связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки. В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе из верхнего горизонта перетекает в нижний.

Различают артезианский бассейн и артезианский склон. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания.

Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые — в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах России на глубине от 100 до 1000 м).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

В России ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. км2. Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

Верховодка

безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности и не имеющие сплошного распространения. Образуются за счёт инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, задержанных непроницаемыми или слабо проницаемыми выклинивающимися пластами и линзами, а также в результате конденсации водяных паров в горных породах. Характеризуются сезонностью существования: в засушливое время они нередко исчезают, а в периоды дождей и интенсивного снеготаяния возникают вновь. Подвержены резким колебаниям в зависимости от гидрометеорологических условий (количества атмосферных осадков, влажности воздуха, температуры и др.). К В. относятся также воды, временно появляющиеся в болотных образованиях вследствие избыточного питания болот. Нередко В. возникает в результате утечек воды из водопровода, канализации, бассейнов и др. водонесущих устройств, следствием чего может быть заболачивание местности, подтопление фундаментов и подвальных помещений. В области распространения многолетнемёрзлых горных пород В. относится к надмерзлотным водам. Воды В. обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. В., как правило, не может служить хорошим источником водоснабжения. Однако при необходимости принимаются меры для искусственного сохранения В.: устройство прудов; отводы из рек, обеспечивающие постоянным питанием эксплуатируемые колодцы; насаждение растительности, задерживающей снеготаяние; создание водоупорных перемычек и т.п. В пустынных районах путём устройства канавок на глинистых участках - такырах, атмосферные воды отводятся в прилегающий участок песков, где создаётся линза В., представляющая собой некоторый запас пресных вод.

Лит.: Лебедев А. Ф., Почвенные в грунтовые воды, 4 изд., М., 1936.

А. М. Овчинников.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Верховодка" в других словарях:

верховодка - Безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности (в зоне аэрации) и размещённые выше горизонта грунтовых вод. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] верховодка Временные,… … Справочник технического переводчика

Верховодчица, командирша, руководительница, коноводка, предводительница, атаманша Словарь русских синонимов. верховодка сущ., кол во синонимов: 11 атаманша (2) … Словарь синонимов

Ближайшие к земной поверхности безнапорные подземные воды, не имеющие сплошного распространения; периодически накапливаются и затем исчезают за счет испарения или перетекания в более глубокие горизонты … Большой Энциклопедический словарь

Временное скопление подземных вод в зоне аэрации на водонепроницаемых или слабо проницаемых породах, залегающих в виде небольших линз и прослоев … Геологические термины

Верховодка, светлуха, суровица, скипидарка (Тверск.), подсмольная коренная вода (Шенк. у. Арханг. губ.), дегтярная вода вода, собираемая при смолокурении, темно бурого цвета, с острым, пригорело кислым запахом; употребляется преимущественно на… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (a. leakage water, vadose or temporary water; н. oberirdisches Wasser, vadoses Wasser; ф. eau а ciel ouvert, nappe suspendue temporaire; и. aguas a cielo abierto) временное скопление гравитац. подземных вод в зоне аэрации в породах… … Геологическая энциклопедия

ВЕРХОВОД, а, м. (разг.). Тот, кто верховодит. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Грунтовая вода, находящаяся в поверхностных слоях земли и дорожного полотна. В. может вредно отражаться на устойчивости земляных сооружений и вызывать сползание и отвал откоса выемки, образование пучин и т. д. Ввиду неглубокого расположения В.… … Технический железнодорожный словарь

Временное или сезонное скопление подземных вод в зоне аэрации, в п. (почво грунтах), залегающих близко от поверхности и подстилаемых линзами или выклинивающимися пропластками водонепроницаемых или слабо проницаемых п. (грунтов) . В. исчезает… … Геологическая энциклопедия

верховодка - leakage water, vadose or temporary water *oberirdisches Wasser, vadoses Wasser підземні води, що залягають поблизу поверхні (вище горизонту ґрунтових вод), схильні до різких коливань, легко забруднюються. В. тимчасове або сезонне скупчення… … Гірничий енциклопедичний словник

Подземные воды образуются путем фильтрации атмосферных осадков через почвенный покров или воды рек и озер через их русло.

Дальнейшее движение воды и накопление в виде подземных бассейнов зависят от строения горных пород, через которые она протекает. По отношению к воде все породы делятся на водопро­ницаемые и водоупорные. К первым относятся песок, супесок, гра­вий, галечник, трещиноватые мел и известняк. Вода заполняет поры между частицами породы или трещины и передвигается в силу законов тяжести и капиллярности, постепенно заполняя водоносный слой. Водоупорные породы представлены сплошными залеганиями гранита, плотного песчаника и известняка или гли­нами. Пласты водопроницаемых и водоупорных пород залегают, чередуясь с большей или меньшей правильностью.

Подземные воды залегают до глубины 12-16 км. По условиям залегания различают верховодку, грунтовые и артезианские воды (от названия французской провинции Артуа, лат. Artesium, где они были добыты в XII веке), значительно отличающиеся по гигиеническим характеристикам. Подземные пресные воды, пригодные для целей пить­евого водоснабжения, залегают на глубине 250-300 м и более.

Верховодка . Подземные воды, залегающие наибо­лее близко к земной поверхности, называются верховод­кой. Причиной появления верховодки служит наличие под почвой отложений в виде линз, создающих местный водоупор. Скапливающиеся на этом водоупоре атмосфер­ные воды и образуют верховодку выше уровня собственно грунто­вых вод. Режим питания вер­ховодки неустойчив, так как полностью зависит от атмосферных осадков, выпадающих на ограниченном пространстве. В теплом и жарком районах благодаря испарению минерализованность вер­ховодки иногда настолько повышается, что делает ее непригод­ной для питьевого использования. Вследствие поверхно­стного залегания, отсутствия водоупорной кровли и мало­го объема верховодка легко загрязняется и как правило в санитарном отношении она ненадежна и не может считать­ся хорошим источником водоснабжения

Грунтовые воды . Вода, которая скапливается в процессе фильтрации на первом от поверхности земли водоупорном пласте, называется грунтовой, в колодце она устанавли­вается на том же уровне, что и в подземном слое. Она не имеет защиты из водоупорных слоев; область питания вод совпадает с областью их распро­странения. Глубина залегания грунтовых вод колеблет­ся в пределах от 2-3 м до нескольких десятков метров.

Данный вид водоисточника характеризуется весьма непо­стоянным режимом, который целиком зависит от гидроме­теорологических факторов - частоты выпадения и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительные сезон­ные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. Кроме того, состав грунтовых вод зависит от местных условий (характера загрязнения окружающих объектов) и состава почвы. Запас их пополня­ется за счет инфильтрации атмосферных осадков, либо воды рек в периоды высокого уровня; не исключена возможность поступления подземных ненапорных вод из более глубоких горизонтов. В процессе инфильтрации вода в значительной мере освобождается от органического и бактериального загрязнения; при этом улучшаются и ее органолептические свойства. Проходя через почвы, вода обогащается углекислотой и про­дуктами распада органических и других веществ, что и определяет в основ­ном ее солевой состав. В природных условиях грунтовые воды не загрязнены и впол­не пригодны для питьевого водоснабжения, если их минерализа­ция не превышает вкусового порога. Однако, если почвенный слой тонок и, кроме того, загрязнен, возможно загрязне­ние грунтовых вод в период их формирования, что представ­ляет опасность в эпидемическом отношении. Чем массивнее загрязнение почвы населен­ного места и чем ближе к поверхности лежит вода, тем реальнее становится опасность ее загрязнения и заражения.

Дебит грун­товых вод обычно невелик, что наряду с непостоянным составом ограничивает их применение для централизован­ного водоснабжения. Используются грунтовые воды глав­ным образом в сельской местности при организации колодезного водоснабжения.

Межпластовые подземные воды . Межпластовые воды залегают между двумя водоупорны­ми слоями, изолированы от атмосферных осадков и поверхностных грунтовых вод водонепроницаемой кровлей, в силу чего обладают наибольшей санитарной надежностью. В зависимости от условий залегания они могут быть напорными (артезианскими) или безнапорными. Их отличительная особен­ность - залегание ниже одного, двух или нескольких слоев водо­упорных пород и отсутствие питания с поверхности непосредственно над ними. В каждом межпластовом водоносном горизонте различают область питания, где горизонт выходит на поверхность, область напора и область разгрузки, где вода изливается на поверхность земли или дно реки, озера в виде восходящих ключей. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины. Качество воды скважины во многом определяется ее расстоянием от границы области питания.

Санитарные достоинства глубоких подземных вод очень вели­ки: они редко требуют дополнительного улучшения качества, обладают сравнительно устойчивым химическим составом и при­родной чистотой в бактериальном отношении, характеризуются высокой прозрачностью, бесцветностью, отсутствием взвешенных веществ и приятны на вкус.

Химический состав подземных вод формируется под влиянием химического (растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физикохимического (перенос веществ фильтрующих пород, сме­шение, поглощение и выделение газов) процессов. В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Недостатком их часто является высокое солесодержание и, в ряде случаев повышенное содержание аммиака, сероводорода и ряда минеральных веществ – фтора, бора, брома, стронция и др. Наибольшее значение для хозяйственно-питьевого водо­снабжения имеют фтор, железо, соли жесткости (сульфа­ты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция). Реже встречаются бром, бор, бериллий, селен, стронций.

Характерной особенностью межпластовых вод являет­ся отсутствие в них растворенного кислорода. Тем не менее микробиологические процессы оказывают суще­ственное влияние на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частич­но растворяются в воде; некоторые виды бактерий способ­ны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака. Химический солевой состав различных горизонтов подземных вод колеблется, их минерализация достигает иногда высоких пре­делов, и тогда они непригодны для водоснабжения населенных мест.

Чем дальше отстоит место водозабора (буровая сква­жина) от границы зоны питания или разгрузки и чем лучше защита от проникновения вышележащих вод, тем характернее и постояннее химический состав межпласто­вых вод. Постоянство солевого состава воды - важнейший признак санитарной надежности водоносного горизонта. На формирование состава подземных вод оказывают большое влияние естественные и искусствен­ные факторы. Изменения в солевом составе воды глубоководной артезианской скважины должны рассматриваться как признак санитарного неблагополучия. Причиной таких изменений может быть:

а) поступление воды из вышележащего горизонта, в частности грунтовых вод, при недостаточной плотности изолирующего слоя, затекании вдоль стенок скважины, через заброшенные колодцы, при разработке карьеров, при нерациональной эксплуатации горизон­та, отборе воды, превышающем его водообильность, сопровождающееся изменением мине­рализации;

б) фильтрация речной воды через промоины в водоупорном ложе русла;

в) загрязнение через устье скважины.

В некоторых случаях возможно и бактериаль­ное загрязнение воды. Одной из причин загрязнения подземных вод являются промышленные сточные воды, которые инфильтрируются из накопителей, хвосто- и шламохранилищ, золоотвалов и т.п. в случае неудовлетворительной их гидроизоляции. Инфильтрация промышленных загрязнений наблюдается и сполей фильтрации, которые до недавнего времени использовались для обезвреживания промышленных сточ­ных вод. Проникновению сточных вод через водоупорные горизонты способствуют поверхностно-активные веще­ства, присутствующие в большинстве промышленных сточных вод.

При эксплуатации скважины в определенной части водоносного горизонта в результате присасывающего дей­ствия водоподъемных устройств развивается зона пони­женного давления воды. Степень понижения зависит от мощности водоподъемника, высоты давления в горизонте до его эксплуатации и водообильности горизонта. Наи­большего значения понижение давления достигает вокруг скважины, постепенно снижаясь по мере удаления от нее. Объем водоносной породы, на котором сказывается при­сасывающее влияние водоподъемника при его работе, получил вследствие характерной формы название «ворон­ка депрессии». Наличие и размеры воронки депрессии изменяют гидрогеологические условия в водоносном гори­зонте, снижая его санитарную надежность, так как появ­ляется возможность притока воды из выше- и нижележа­щих водоносных горизонтов через трещины и гидравличе­ские окна в разделяющих их водоупорных пластах.

Территория на поверхности земли, соответствующая границе воронки депрессии, в наибольшей мере может служить источником загрязнения подземных вод, что учитывается при организации зон санитарной охраны водоисточника.

Межпластовые воды вследствие защищенности от по­верхностного загрязнения, постоянства состава и доста­точно большого дебита высоко оцениваются с санитарной точки зрения и при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют преимущество перед дру­гими водоисточниками. Весьма часто межпластовые воды могут использоваться для питьевых целей без предвари­тельной обработки. Единственным принципиальным огра­ничением выбора их в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения являетсянедостаточная водообильность горизонта по сравнению с намечаемой мощно­стью водопровода.

Московская область в отличие от соседних областей по праву может гордиться разнообразием природного ландшафта. Это обусловлено тем, что на ее территории встречаются несколько крупных форм рельефа - Верхневолжская низменность (Талдомский, часть Клинского и Дмитровского районов) в северной части области. Знаменитая Мещерская низменность (Ногинский, Павлово-Посадский, Раменский, Егорьевский, Орехово-Зуевский, Шатурский, часть Коломенского и Луховицкого районов), описанная К. Г. Паустовским в ряде рассказов. Смоленско-Московская возвышенность с отрогом в виде Клинско-Дмитровской гряды (Шаховский, Волоколамский, Можайский, Рузский, Истринский, Красногорский, Солнечногорский, Дмитровский, Сергиево-Посадский и др.), проходящая через северную половину Московской области с юго-запада на северо-восток. Москворецко-Окская равнина, расположенная на правобережье реки Москвы, южнее Смоленско-Московской возвышенности. На юге Московской области небольшую часть занимает Заокское эрозионное плато (Каширский, Зарайский и Серебряно-Прудский районы), которое как следует из названия, характеризуется сильной изрезанностью оврагами, балками и долинами рек.

Такое разнообразие форм рельефа обуславливает, прежде всего, вариацию водных режимов территорий. Нас в первую очередь интересуют заболоченные земли. Если раскрыть топографическую карту Московской области, то можно увидеть заштрихованные зоны, тяготеющие к Верхневолжской и Мещерской низменностям. В картографии Нечерноземной области штриховкой обозначают заболоченные земли и болота. Изучение карты может оказать существенную помощь на первом этапе выбора района, в котором приобретается участок под освоение. К сожалению, даже в благополучных по водному режиму районах - Сергиево-Посадском, Истринском, Волоколамском, Рузском, Подольском, Чеховском имеются не обозначенные на карте территории, подверженные периодическому или постоянному переувлажнению. Поэтому при выборе участка под освоение следует также основываться на визуальных признаках заболачивания и здравом смысле.

Прежде чем переходить к краткому описанию водного режима земель Московской области следует рассмотреть причины заболачивания почв. Наиболее распространенными в Московской области являются атмосферные и намывные склоновые (осадковые), грунтовые и намывные русловые воды.

Причины заболачивания почв по Ф.Р. Зайдельману «Мелиорация почв», 2003.

Атмосферные и намывные склоновые воды поступают непосредственно на территорию участка или проходят короткий путь по поверхности склона. Именно осадочные воды ответственны за появление так называемой верховодки (автохтонные, «местные» воды). Верховодка возникает в случае наличия в профиле почвы горизонта со слабой водопроницаемостью, например почвообразующей породы, и характерна для почв с тяжелым механическим составом (глины и суглинки). Заболачивание таких территорий носит периодический характер и характеризуется резкими колебаниями уровня верховодки в течение года. Сильная обводненость участка после весеннего снеготаяния или выпадения продолжительных осадков может сменяться резким падением уровня верховодки в засушливый период. Именно эта причина заболачивания почв наиболее тяжело диагностируется, так как в распоряжении приобретателя территории часто бывает всего несколько дней для принятия решения о покупке. По этой причине рекомендуется переносить приобретение участков на весну после полного оттаивания почвенного горизонта. В этот период наличие и уровень верховодки легко определить устройством по территории участка шурфов буром или лопатой. Оптимально, если верховодка не диагностируется или же ее уровень ниже 1,2-1,4 м., что создает благоприятные условия для возделывания большинства плодово-ягодных и декоративных культур. Если же такой возможности нет, то есть смысл обратить внимание на характер рельефа территории. Как правило, участки в самой низкой точке территории - водосборе, в нижней трети склона, на подсклоновых территориях или расположенные на склоне и имеющие естественные преграды для внутрипочвенного стока воды в нижней части в виде дорожного полотна, бетонной подпорной стенки будут испытывать значительные колебания уровня верховодки. Хотелось бы указать, что диагностику водного режима территории при данном типе заболачивания следует проводить с учетом всех факторов, так как на уровень верховодки сильно влияют погодные условия (быстрый сход снега, малая толщина снежного покрова, засушливая весна и т.д.).

Грунтовые воды (аллохтонные воды, «поступающие извне») формируются в водопроницаемом водоносном горизонте и располагаются на водоупорном слое. Грунтовые воды характеризуются незначительным колебанием уровня и относительно стабильным поступлением в течение года. Этим грунтовые воды отличаются от верховодки. Наличие и уровень грунтовых вод на данном массиве легко выявить осмотром питьевых колодцев на прилегающих участках или же бурением шурфов. Как уже упоминалось ранее, оптимальная глубина залегания грунтовых вод не выше 1,2-1,4 м. от уровня почвы. При определении уровня грунтовых вод следует обращать внимание на наличие верховодки, которая может изменять уровень аллохтонных вод в периоды с большим количеством осадков. Как и в случае верховодки уровень грунтовых вод тесно связан с характером рельефа местности. Высокий уровень грунтовых вод характерен для низинных элементов ландшафта, пойменных террас рек (часть территории вдоль русла реки, периодически затапливаемая полыми или паводковыми водами) или околоводных территорий крупных водоемов.

Заболачивание частных территорий намывными русловыми водами в условиях Московской области встречается редко, так как пойменные земли крупных рек относятся к природоохранным землям. Внешне признаки заболачивания сходны с таковыми при заболачивании атмосферными и грунтовыми водами по причине периодического повышения уровня верховодки при весенних или паводковых разливах. Эти земли приурочены к поймам рек, но могут обнаруживаться и на территориях вокруг крупных озер и водохранилищ при отсутствии стока избыточной воды из водоемов при снеготаянии или продолжительных дождях.

Таким образом, зная особенности рельефа территорий, расположенных в тех или иных районах Московской области, можно прогнозировать водный режим земель. Так территории, расположенные в Верхневолжской и Мещерской низменности, характеризуются сильной увлажненностью (до 65% площадей для Мещерской низменности) за счет заболачивания грунтовыми и атмосферными водами. Мероприятия по осушению в этих районах часто осложняются отсутствием подходящих водоприемников для сброса грунтовых вод.

Территория же Смоленско-Московской возвышенности в целом характеризуется благоприятным водным режимом и дренированностью земель. Здесь чаще всего наблюдается локальное заболачивание почв, вызванное намывными склоновыми водами. Собственно осушительные мероприятия не вызывают особых затруднений. В отличие от Смоленско-Московской возвышенности территория Москворецко-Окской равнины характеризуется меньшей холмистостью и, соответственно, меньшим влиянием склоновых вод на заболачивание, здесь больше распространено подтопление земель атмосферными водами. В отдельных районах встречается заболачивание грунтовыми водами. В целом территория характеризуется хорошей дренированностью. Заокское плато уникально в том смысле, что территория представляет собой относительно узкие водоразделы (линии, делящие водосборы рек), расчлененные глубокими речными долинами, балками и оврагами. Здесь практически нет заболоченных пространств.

В заключение следует отметить, что территории с высоким стоянием грунтовых вод характерны для шестисоточных участков, которые в советское время выдавались на землях, непригодных для сельскохозяйственного использования. В настоящее же время покупателям предлагаются земли, выведенные из фондов колхозов и совхозов. Такие земли характеризуются благоприятным водным режимом. По этой же причине чаще всего приходится рассматривать ситуацию периодического подтопления земель, вызванного изменением уровня верховодки в течение сезона. Это выражается в частности в появлении воды в подвале во время активного снеготаяния или затяжных дождей. Вред от периодического подтопления по своим разрушительным масштабам соизмерим с постоянным подтоплением грунтовыми водами, так как владелец участка часто не подозревает о наличии верховодки и благоустраивает территорию, исходя из технологий, рассчитанных на благоприятный водный режим.