Грунтовые воды на участке – находим и решаем, что с ними делать. Грунтовые воды. Высокий уровень воды – почему нельзя строить дом

– это гравитационные подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, располагающегося на региональном водоупоре.

Образуются главным образом за счет инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озер, водохранилищ, оросительных каналов. В районах речных долин запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счет конденсации водяных паров.

Характеристика грунтовых вод

Поверхность грунтовых вод является свободной, т.к. грунтовые воды обычно безнапорные. На отдельных участках, где все же имеется местное водонепроницаемое перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод отличаются от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков и глубины залегания грунтовых вод их поверхность испытывает сезонные и многолетние колебания. Величины сезонных и многолетних амплитуд колебаний уровней грунтовых вод могут достигать 20 и более метров, что необходимо учитывать при строительстве различного рода объектов. Вблизи рек и водоемов 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 путем инфильтрации.

Зональность грунтовых вод

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) грунтовыt вод; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают соленые 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).

Применение грунтовых вод

Грунтовые воды в силу относительно слабой защищенности от загрязнения имеют ограниченное применение как источники водообеспечения промышленных предприятий и городов. Однако для водоснабжения поселков и населенных пунктов в сельской местности их роль достаточно велика. По величине антропогенного воздействия на грунтовые воды различают естественный, слабонарушенный, нарушенный, сильнонарушенный и искусственный режимы грунтовых вод. Искусственный режим формируется преимущественно под влиянием техногенных факторов (интенсивная эксплуатация грунтовых вод, орошение земель в аридной зоне). Естественные многолетние изменения режима грунтовых вод во многих случаях могут быть причиной активизации оползневой деятельности, карстово-суффозионных процессов, регионального подтопления территории, угнетения наземных экосистем и др.

Для изучения закономерностей и механизмов формирования и прогноза режима грунтовых вод в России организована государственная и ведомственная службы его изучения и прогноза (гидрогеологический мониторинг). Разработана нормативно-методическая база ведения мониторинга и методы сезонных и долгосрочных прогнозов.

Источники: Общая гидрогеология. Климентов П.П. -М., 1980; Изучение, прогноз и картирование режима грунтовых вод. Семенов С. -М., 1980; Гидрогеология. Саваренский Ф.П. -М., 1935.

Среди вод суши наибольшие запасы приходятся на подземные воды, общие запасы которых составляют 60 млн км 3 . Подземные воды могут находиться в жидком, твердом, парообразном состоянии. Они располагаются в почве и в горных породах верхней части земной коры.

Способность горных пород пропускать воду зависит от размеров и количества пор, пустот, трещин.

По отношению к воде все горные породы подразделяют на три группы: водопроницаемые (хорошо пропускают воду), водонепроницаемые (задерживают воду) и растворимые.

Растворимые породы - это калийная и поваренная соли, гипс, известняк. Когда подземные воды растворяют их, на глубине образуются большие пустоты, пещеры, воронки, колодцы (это явление называется карстом).

Водопроницаемые породы можно подразделить на две категории: проницаемые во всей их массе (однородно проницаемые) и относительно проницаемые (полупроницаемые). Примерами хорошо проницаемых горных пород служат галечники, гравий, песок. К полупроницаемым относятся мелкозернистый песок, торф и др.

Кроме этого, водопроницаемые породы могут быть влагоемкими и не влагоемкими.

Невлагоемкие породы - это горные породы, которые свободно пропускают воду, не насыщаясь ею. Это, например, пески, галечник и др.

Влагоемкие - это горные породы, которые удерживают в себе какое-то количество воды (например, один кубический метр торфа удерживает свыше 500 л воды).

К водонепроницаемым горным породам относятся глины, массивные кристаллические и осадочные породы. Однако эти породы могут быть разбиты трещинами и в естественных условиях стать проницаемыми.

Слои водонепроницаемых пород, над которыми залегают водоносные породы, называют водоупорными.

На водоупорных породах просачивающаяся вниз вода задерживается и заполняет промежутки между частицами вышележащей водопроницаемой породы, образуя водоносный горизонт.

Слои водопроницаемых пород, которые содержат воду, называются водоносными.

На равнинах, сложенных осадочными горными породами, обычно чередуются водопроницаемые слои и водоупорные.

Подземные воды залегают слоями (рис. 1). Их можно разделить на три горизонта:

Верхний горизонт — это пресные воды, залегающие на глубине от 25 до 350 м.
Средний горизонт - воды, залегающие на глубине от 50 до 600 м. Они обычно минеральные, или соленые.
Нижний горизонт — вода, нередко погребенная, в высокой степени минерализованная, представлена рассолами. Залегает на глубине от 400 до 3000 м.

Глубокие горизонты вод могут быть ювенильным и (магматического происхождения) или реликтовыми. Вода нижних горизонтов в большинстве случаев образовалась в период формирования заключающих их осадочных пород.

По условиям залегания подземные воды подразделяют на почвенные, верховодку и воды насыщения — грунтовые и межпластовые (рис. 2).

Почвенные воды и верховодка

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы. Они необходимы для нормальной жизни растений.

Верховодка залегает неглубоко, существует временно, малообильна. В наших климатических условиях она появляется весной после таяния снега, иногда осенью.

Рис. 1. Слои подземных вод

Рис. 2. Виды вод по условиям

Грунтовые воды

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом грунтовых вод. Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупорного слоя называют мощностью водоупорного слоя.

Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ.

В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать.

Так как глубина залегания грунтовых вод определяется прежде всего климатическими условиями, в разных природных зонах она различна. Так, в тундре уровень грунтовых вод практически совпадает с поверхностью, а в полупустынях находится на глубине 60-100 м, причем не повсеместно, и эти воды не обладают достаточным напором.

Большое влияние на глубину залегания грунтовых вод оказывает степень расчлененности рельефа территории. Чем она сильнее, тем глубже находятся грунтовые воды.

Грунтовые воды значительно подвержены загрязнению.

Межпластовые воды

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.

Особую группу подземных вод составляют напорные межпластовые воды. Они полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

Вскрытые скважинами и поднимающиеся вверх, они изливаются на поверхность или фонтанируют. Так устроены артезианские колодцы (рис. 3).

Рис. 3. Артезианский колодец

Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды), слабоминерализованные (до 35 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. При этом верхние горизонты подземных вод обычно пресные или слабоминерализованые, а нижние горизонты могут быть сильноминерализованными. Минеральные воды по своему составу могут быть углекислыми, щелочными, железистыми и т. д. Многие из них имеют лечебное значение.

Температура подземных вод

По температуре подземные воды подразделяются на холодные (до +20 °С) и термальные (от +20 до +1000 °С). Термальные воды обычно отличаются высоким содержанием различных солей, кислот, металлов, радиоактивных и редкоземельных элементов.

Естественные выходы подземных вод (обычно грунтовых) на поверхность земли называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты.

Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20 °С), теплыми (от 20 до 37 °С) и горячими, или термальными (свыше 37 °С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония).

Значение и охрана подземных вод

Подземные воды имеют большое значение в природе: являются важнейшим источником питания , болот; растворяют различные вещества в породах и переносят их; при их участии формируются карстовые и оползневые формы рельефа; при близком залегании к поверхности могут вызывать процессы заболачивания; снабжают растения влагой и растворенными в них элементами питания и т. д. Они широко используются человеком: являются источниками чистой питьевой воды; применяются для лечения целого ряда заболеваний человека; обеспечивают производственный процесс водными ресурсами; используются для орошения полей; из термальных вод получают большое количество различных химических веществ (йод, гауберову соль, борную кислоту, различные металлы); тепловая энергия подземных вод может служить для обогрева зданий, теплиц, получения электроэнергии и др.

На сегодняшний день во многих регионах состояние подземных вод оценивается как критическое и имеющее опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. Несмотря на то что запасы подземных вод велики, возобновляются они крайне медленно, и это необходимо учитывать при их расходовании. Не менее важна и охрана подземных вод от загрязнений.

Подземные воды (причем не только поверхностные, но и глубинные) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека: от предприятий гор но-добываю щей промышленности, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, населенных пунктов и др. Среди загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Происходит ухудшение качества питьевой воды.

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Геологии»

Реферат

На тему:”Характеристика грунтовых вод”

Выполнил: ст. гр. 112158 Сидоренко А.В.

Проверил: Колпашников Г.А.

Грунтовые воды

Грунтовые воды - это подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водного горизонта, расположенного на первом водонепроницаемом слое (глины). Грунтовые воды имеют свободную водную поверхность, которая поднимается или опускается в зависимости от выпавших осадков.

Грунтовые подземные воды заполняют пески разной зерности и цвета, и как правило грунтовые воды залегают близко к поверхности. Выпадающие атмосферные осадки благодаря лёгкой водопроницаемости песков свободно просачиваются и накапливаются в их основании на глинистом ложе. Глубина залегания воды в первых от поверхности песках весьма различна - от 2-3м до 20-25м от поверхности.

Грунтовые воды, в следствии изменчивости пород их вмещающих (пески и супеси), а также выклинивания и замещения песков суглинистыми породами, часто находятся в сложной взаимосвязи между собой и с водами рек и озёр.

Положение зеркала воды грунтовых вод полностью определяется рельефом местности, количеством выпавших осадков и сезоном года. В весеннее и осеннее время года уровень воды на 1-2м выше, чем в летние месяцы. Значительное понижение уровня наблюдается также в зимний период, когда инфильтрация атмосферных осадков почти прекращается. Установлена одиннадцатилетняя цикличность колебания уровня грунтовых вод.

В воде многих колодцев, родников и скважин Минской области отмечено значительное содержание железа. При этом обогащение железом отмечается преимущественно там, где развиты болотные почвы, торфяники (болотные руды) или где в горной породе много железистых соединений. Отдельные анализы воды указывают на их местное загрязнение. Загрязнение воды обычно связано с плохим состоянием колодезных срубов или скважин и общими антисанитарными условиями близ колодцев.

Грунтовые воды используются преимущественно колодцами глубиной от 1-2 до 6-10м.

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 Г. в., 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 Г. в. не развивается; в расходной части баланса Г. в. преобладает испарение и происходит их засоление.

Вблизи рек, водоемов, водохранилищ и т.п. грунтовые воды в значительной степени опреснены и по качеству могу удовлетворять нормам питьевой воды.

Вблизи свалок, скотомогильников, различного рода химических, радиоактивных захоронений Г.в. грунтовые воды заражены, таким образом являются показателем чистоты почв, местности.

Грунтовые воды заключена в рыхлых и в слабосцементированных породах (вода пластового типа) или заполняет трещины в коре выветривания (вода трещинного типа). Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью её распространения. Для последних характерны зональности широтная на равнинных и вертикальная на высокогорных областях.

Режим грунтовых вод формируется под воздействием физико-геогрфических факторов (климата, рельефа, поверхностных вод и др.).

Так как области питания и распространения грунтовых вод обычно 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 водр за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путём инфильтрации.

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).

Грунтовые воды в силу относительно лёгкой доступности имеют большое значение для народного хозяйства как источники водоснабжения промышленных предприятий, городов, посёлков, населенных пунктов в сельской местности и т. д..

Строительство часто ведут в условиях, когда грунтовые воды встречаются на глубине 1-2 м от поверхности. В этих случаях грунт, пригодный для отсыпки основания, и подошва сооружения оказываются под уровнем грунтовых вод. Если нет возможности понизить этот уровень, то в дальнейшем могут возникнуть серьезные ошибки.

Площадка для фундамента, находящаяся под уровнем грунтовых вод, уже в процессе выемки грунта бывает затоптана и размыта; грунт становится рыхлым, теряет свои первоначальные свойства, в том числе несущую способность. Исходная расчетная площадь нарушенного грунта уже не будет достаточной, возникнут непредвиденные просадки, которые фундамент не выдержит, а также трещины, разрушения.

Перед проектированием фундамента необходимо получить информацию о составе грунта: не менее важно иметь точные данные об уровне грунтовых вод, их объеме. Допускает ошибку тот, кто пренебрегает такой информацией, отсутствие которой приводит к различным повреждениям.

Слои грунта имеют неодинаковую водопроницаемость. В таких слоях вода находится в состоянии покоя подчас на высоком уровне. Накопившиеся грунтовые воды не имеют стока и оказывают различное по величине давление на конструкции, фундаменты, погруженные в грунт. Например, на 1 м2 пола подвала, «погруженного» на 1 м в грунтовую воду, действует снизу вверх сила в 1 т. Чтобы противодействовать ей, необходимо уложить бетонную плиту толщиной около 0,46 м. Эта опасная особенность грунтовых вод далеко не всем известна, поэтому иногда не обращают на нее должного внимания.

Перед началом строительства следует определить заранее не только уровень грунтовых вод, но также другие опасные их свойства. Встречаются грунтовые воды, в которых растворены сульфаты, соли и другие химические вещества, например органические кислоты, угольная кислота; нередко в них содержатся различные щелочи.

Наиболее агрессивную среду создает вода с большим содержанием сульфатов; при воздействии на бетон она может его полностью разрушить. Имеющийся в воде серный ангидрид S03 вступает в химическую реакцию с составляющими цемента, в результате чего образуется сульфоалюминат кальция - так называемая «цементная бацилла». Эта двойная соль растворяет и разрыхляет бетон; одновременно материал кристаллизуется.

Для оценки возможного максимального загрязнения грунтовых вод нейтральными загрязнителями, которые не сорбируются почвами и породами зоны аэрации, следует воспользоваться самой простой моделью переноса загрязнения воды – моделью поршневого вытеснения, когда интенсивность движения фронта инфильтрующейся влаги через защитную зону совпадает с интенсивностью миграции загрязнения воды. Степень защищенности грунтовых вод будет определяться временем достижения фронтом инфильтрующейся влаги (tз) уровня грунтовых вод, для этого используем следующее выражение, заменив в нем недостаток насыщения пород на их естественную влажность:

где W - инфильтрационное питание грунтовых вод, м/год; θ - естественная влажность пород; М - мощность зоны аэрации – глубина залегания грунтовых вод (м).

Категории защищенности грунтовых вод от загрязнения выбирались в соответствии с требованиями к срокам действия водозаборов подземных вод. Были установлены следующие категории защищенности грунтовых вод от загрязнения нейтральными ЗВ:

Чрезвычайно слабо защищенные грунтовые воды (tз= 0-5 лет);

Слабо защищенные грунтовые воды (tз= 5-10 лет);

Средне защищенные грунтовые воды (tз= 10-25 лет);

Условно защищенные грунтовые воды (tз= 25-50 лет);

Защищенные грунтовые воды (tз >50 лет).

Грунтовые воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся (инфильтрующих) в землю на некоторую глубину, и из вод из болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, прогоняемой таким образом в почву, составляет по данным А.Ф.Лебедева, 15-20 % общего количества атмосферных осадков.

Проникновение вод в грунты (водопроницаемость), слагающих земную кору, зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы: водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные.

Мониторинг геоэкологических процессов Москвы в 2008 году

Целевое назначение мониторинга геоэкологических процессов - изучение динамики и контроль развития опасных геоэкологических процессов для выработки предложений и рекомендаций по своевременному предотвращению их негативных последствий при принятии управленческих решений.

Особенности ведения геоэкологического мониторинга на территории города Москвы определяются двумя взаимосвязанными условиями:

сложностью геолого-гидрогеологического строения и интенсивностью развития городского хозяйства.

Мониторинг геоэкологических процессов в 2008 г. осуществлялся по следующим направлениям: мониторинг грунтовых вод и мониторинг экзогенных геологических процессов, который в свою очередь разделяется на мониторинг оползневых и мониторинг карстово-суффозионных процессов.

Основные задачи работ:

Ведение мониторинга грунтовых вод, оценка гидродинамического, температурного, гидрогеохимического режима грунтовых вод по скважинам и родникам на территории города;

Контроль состояния пунктов территориальной режимной сети (инспектирование), в том числе контрольные замеры глубины, чистка, мелкий ремонт с заменой оголовков наблюдательных скважин;

Ведение мониторинга экзогенных геологических процессов, оценка, контроль и прогноз развития оползневых, карстовых, суффозионных процессов;

Информационное обеспечение органов управления в области природопользования и охраны окружающей среды (Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы) о развитии и активизации опасных геоэкологических процессов.

Мониторинг состояния грунтовых вод в Москве

Мониторинг грунтовых вод (гидрогеологический мониторинг) проводится по скважинам государственной территориальной наблюдательной сети (рис. 8.1.1), а также по родникам - естественным выходам подземных вод на поверхность.

В 2008 г. проводились наблюдения за уровнем и температурой грунтовых вод по 154 скважинам, пробы на химические анализы отбирались из 50 скважин и 55 родников, по 115 обследованным родникам замерялись расход (дебит) и температура воды. Выполнены лабораторные исследования на общий химический анализ (определение макрокомпонентов, рН, жесткости, минерализации, органолептических показателей, СПАВ, нефтепродуктов и пр.), масс-спектральный анализ (определение микрокомпонентов), радиологический (определение α и β радиоактивности), анализы на агрессивность для определения коррозионной активности воды-среды по отношению к бетонам, металлическим конструкциям и пр. Результаты гидрогеологического мониторинга в 2008 году практически подтверждают результаты 2007 года. Гидродинамический, температурный и гидрогеохимический режим на всей территории города нарушен. Но по данным трехлетних наблюдений можно уже выявить некоторые специфические особенности нарушенного режима.

Гидродинамический режим на территории города предопределен условиями техногенеза: естественное сезонное изменение положения уровней, условий питания и разгрузки грунтовых вод нарушены в результате площадного асфальтирования улиц, перепланировки поверхности, постоянного освоения подземного пространства, барражного эффекта, неравномерных водопонизительных работ при строительстве и работе дренажных сооружений, утечек из водонесущих сетей, прокладки новых коммуникаций и т.п. Влияние каждого из перечисленных факторов имеет локальный характер, однако, вследствие их совместного длительного воздействия, следует говорить о площадном техногенном изменении естественных гидрогеологических условий на территории мегаполиса. По данным режимных наблюдений в 2008 г., внутрисезонные изменения уровня подземных вод сопоставимы с аналогичными наблюдениями в 2005-2007 гг. В 2008 году амплитуда колебания уровней грунтовых вод (срочные замеры) по наблюдательной сети в целом по городу составила от 0,3 до 2,5 м.

Гидродинамический режим характеризуется как нарушенный и сильно нарушенный практически на всей территории города, менее 10% территории имеют, так называемый, слабо нарушенный режим, который приурочен к участкам, расположенным в лесопарковых зонах столицы.

Практически сохраняется соотношение типов температурного режима грунтовых вод: 87% замеренных скважин характеризуются значениями нарушенного и сильно нарушенного режима подземных вод (среднегодовая температура составляет от 8 до 12 и более 120С), 11% - слабо нарушенного режима (менее 80С); 3 скважины (две в Измайлове и одна в Новогирееве), что составляет менее 2% от опробованных скважин, имеют температуру грунтовых вод, близкую к естественным условиям - менее 70С.

Данные замеров температуры воды в родниках также указывают в основном на нарушенный температурный режим. В 56% от количества обследованных родников температура воды колеблется от 8 до 120С, в 4% - превышает 12-13С, 33% имеют слабонарушенный режим (7-80С), а температура в 7% обследованных родников близка к естественной: имеет 6-70С. Районы слабо нарушенного температурного режима приурочены, в основном, к территориям лесопарков (ВВЦ, Измайлово, Сокольники, Битцевский лесопарк и др.). Среднегодовая температура грунтовых вод не превышает здесь 8°С. Для районов со слабо нарушенным режимом характерны незначительные годовые амплитуды температуры - не более 0,2-0,5°С. Сильно нарушенный температурный режим характерен, в основном, для районов центральной части города и отдельных промзон; годовые амплитуды колебаний достигают 5-6°С. Повышенная температура грунтовых вод способствует увеличению их агрессивности, а следовательно, и активизации негативных процессов.

В 2008 году гидрогеохимический режим изучался по тем же 50 скважинам наблюдательной сети, что и в 2006-2007 гг., а также по 55 родникам. Опробование проводилось два раза в год: в конце весны - начале лета и осенью. В целом по городу наблюдается нарушенный гидрогеохимический режим грунтовых вод, обусловленный различными техногенными нагрузками. На застроенных территориях города Москвы преобладают грунтовые воды хлоридных типов (около 60% от всех опробуемых скважин). На слабо застроенных территориях парковых и лесопарковых зон преобладают воды гидрокарбонатных типов, потому более 70% родниковых вод гидрокарбонатные, поскольку родники расположены именно на таких территориях. Родниковые воды хлоридных типов составляют 19-20% от общего количества исследуемых источников.

Минерализация грунтовых вод в черте города колеблется от 0,3 до 2 г/л, местами до 6,5 г/л. В основном грунтовые воды пресные - имеют минерализацию до 1 г/л. Причем 6 опробованных скважин имеют постоянную повышенную минерализацию (во всех пробах на протяжении трех лет), 9 - случайную (в одной пробе или в одном году). Водородный показатель (рН) воды-среды изменяется от 5 до 9,5. В основной массе проб вода нейтральная (6-8). В 5-ти скважинах грунтовые воды слабокислые (рН<6). В одной пробе встречена слабощелочная реакция.

В прошлом году наблюдалось другое сочетание распределения показателя рН по скважинам. Постоянно кислую реакцию, наблюдаемую во всех пробах за три года, имеют пять скважин.

В 23 скважинах (в 2007 году - в 27), а это 46% от исследуемых, обнаружено содержание NH4, превышающее ПДК в несколько раз, что, возможно, связано с поступлением сточных вод непосредственно в грунтовые водоносные горизонты.

Результаты радиационного исследования показали наличие повышенной α- радиоактивности в 16 пробах из 100, а β-радиоактивности - в 1-ой. В сравнении с прошлыми периодами наблюдений не отмечается постоянства проявления и закономерности распределения по площади показателей радиоактивности.

Факт «случайности» распределения по пробам значений водородного показателя, повышенных значений минерализации, ионов NH4 +, Cl-, α- и β- радиоактивности подтверждает нарушение гидрохимического режима, связанное с локальными, но не постоянными техногенными нагрузками (источниками питания). В 67% исследованных скважин, так же как и в 2007 году, обнаружены нефтепродукты, кроме того, с 2007 года прослеживается тенденция увеличения концентрации от весенне-летних проб к осенним, чего не наблюдалось в предыдущий период.

Перманганатная окисляемость повышена в 28% проб. Более 50% проб имеют жесткие и очень жесткие воды: 6-9 и более 9 мг-экв/л. (Жесткость воды обусловливается содержанием в ней ионов кальция и магния.) Высокие концентрации хлора, нитратов, железа связаны с инфильтрацией техногенных загрязненных вод, повышенное содержание марганца, кальция может быть вызвано изменением кислотно-щелочного баланса, спровоцировавшего переход этих элементов в раствор из водовмещающих пород.

По результатам исследования в 2007 и 2008 годах агрессивности грунтовых вод отмечено, что все исследованные грунтовые воды в той или иной мере агрессивны по отношению к металлическим конструкциям, 24% из них агрессивны по отношению к бетонам нормальной проницаемости.

Агрессивная среда способствует коррозии и разрушению подземных коммуникаций и, как следствие, выводу их из строя, сопровождающемуся утечками и авариями, развитию и активизации опасных геоэкологических процессов: подтопления, суффозии, карста; агрессивные грунтовые воды способствуют увеличению агрессивности грунтов и почвенного покрова, деградации и плохой приживаемости зеленых насаждений в черте города.

Второй год проведения режимных наблюдений на родниках подтверждает нарушенность естественного гидродинамического, гидрогеохимического и температурного режима грунтовых вод, носящего характер, близкий к сезонному. В результате режимных наблюдений выявилось, что техногенное воздействие повлекло за собой изменение естественных условий питания и разгрузки родников, утратились закономерности, свойственные этому режиму. В меньшей степени естественный режим нарушен в лесопарках (Битцевский лесопарк, Бутовский лес, в Крылатском и др.).

В настоящее время пока еще в большинстве родников выявить закономерности гидродинамического режима не представляется возможным из-за малой продолжительности наблюдений.

По гидрохимическому составу 74% исследованных родников имеют гидрокарбонатный, гидрокарбонатно-сульфатный, гидрокарбонатно-хлоридный состав воды, 17% родников - хлоридно-гидрокарбонатный и хлоридно-сульфатный состав. И только 9% родников имеют сульфатно-гидрокарбонатный и сульфатно-хлоридный состав воды (то есть имеют повышенную минерализацию). По катионному составу воды не однородны, но с преобладанием кальций- и натрий-ионов.

Гидрохимическое опробование родниковых вод подтверждает тот факт, что качество родниковых вод на территории г. Москвы зависит от ряда природных и техногенных факторов, изменяется во времени и в большинстве случаев не соответствует требованиям ГН. 2.1.5. 1315-03 и СанПиНа 2.1.4. 1074-01.

Сопоставление характерных изменений химического состава, температуры, уровней грунтовых вод указывает на отсутствие общей природной закономерности их возникновения и распространения на территории мегаполиса, что может являться результатом влияния различных техногенных источников, действие которых различно по длительности и распространению.

Мониторинг экзогенных геологических процессов в 2008 г. проводился по двум основным направлениям: мониторинг оползневых и карстово-суффозионных процессов.

Ведение мониторинга глубоких оползней осуществлялось на 11 стационарных участках, расположенных в долинах рек Москвы и Сходни, а также в рамках Целевой среднесрочной экологической программы выполнялись работы по локальному мониторингу оползневых процессов на участках Воробьевы горы и Коломенское:

В СЗАО на участках Нижние Мневники, Хорошево-1, Хорошево-2, Щукино, Сходня;

В ЗАО на участках Фили-Кунцево, Поклонная гора, Серебряный бор, Воробьевы горы;

В ЮЗАО на участке Воробьевы горы;

В ЮАО на участках Коломенское и Москворечье;

В ЮВАО на участках Капотня и Чагино.

Мониторинг оползневых процессов в долинах малых рек проводился на всей территории города, но основное внимание уделялось западу и юго-западу столицы, где вышеназванные процессы развиты наиболее широко. Мониторинг карстово-суффозионных процессов проводился на территории СЗАО и САО.

Оползневые процессы активны на шести оползневых участках, расположенных на территории СЗАО, ЗАО, ЮЗАО и ЮАО: Воробьевы горы, Коломенское, Хорошево-1, Хорошево-2, Нижние Мневники, Москворечье, Серебряный Бор. На участке Хорошево-1 (СЗАО, возле Карамышевской набережной) продолжаются разрушения хозяйственных построек, расположенных на территории церкви Троицы Живоначальной. Инструментальный мониторинг и строительство противооползневых сооружений не ведется из-за приостановки финансирования. Между тем, нельзя исключать вероятность повторной активизации оползневого процесса с последующим отколом нового блока от плато, что может привести к серьезным разрушениям не только зданий, но и коммуникаций.

На участке Нижние Мневники (СЗАО) из-за активного развития оползневого процесса существует угроза разрыва Филевского водовода (часть его уже обнажена). В связи с этим, на данном участке необходимо организовать комплексный мониторинг и выполнить меры по инженерной защите склона.

В целях оперативного реагирования созданы дополнительные пункты наблюдений на оползневом участке Нижние Мневники, а выявленные данные направлены в Департамент жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы для принятия оперативных мер.

На Воробьевых горах (ЮЗАО, ЗАО) выполнен широкий комплекс исследований, позволивший детализировать структуру оползневого склона. Впервые выделены два крупных оползневых блока в верхней части склона, где расположены водовод, канатно-кресельная дорога (ККД), трамплин, а также возле метромоста. Ранее считалось, что эта часть массива не затронута оползнем. С помощью новейших методов получены характеристики прочностных свойств пород, слагающих склон, что является основой для проектирования противооползневых мероприятий. Кроме того, была организована уникальная наблюдательная сеть за подвижками массива, как на поверхности, так и на глубине. По данным лабораторных исследований, глубина зоны скольжения составляет 65-40 м. По данным геодезических наблюдений, продолжаются медленные подвижки грунта в районе ККД. За летний период горизонтальные смещения составили 30 мм в средней части склона, а вертикальные - 5-6 мм в верхней части склона. Смещения реперов в плане возрастают по мере уменьшения абсолютных отметок поверхности земли (вниз по склону).

На участке Коломенское (ЮАО) в 2008 г. по результатам инструментального мониторинга, по сравнению с 2007 г., возросла активность глубоких оползней. Экспериментально подтверждена неравномерность движения грунта - оползень смещается рывками, т.е. имеет место цикличность процесса. Максимальные смещения наблюдательных знаков на поверхности земли и в глубине массива были зафиксированы в центральной части оползневого амфитеатра вблизи набережной, при этом наибольшие вертикальные смещения были отмечены в подошве крутого склона. В целях предупреждения оползневых процессов на данном участке продолжаются наблюдения за смещениями поверхности земли. При обследовании участков Щукино, Поклонная гора, Чагино и Сходня признаков активизации глубоких оползней не выявлено.

В пределах ЦАО и Зеленоградского АО проявления оползневых и карстово-суффозионных процессов отсутствуют. При обследовании долин малых рек были выявлены проявления различных генетических типов экзогенных геологических процессов (ЭГП). Большинство из них приурочено к долинам рек, протекающих на западе и юго-западе столицы. На севере и северо-востоке выявлены лишь единичные проявления ЭГП.

В 2008 г. на Ходынском участке (СЗАО) в рамках мониторинга карстово-суффозионных процессов продолжилось нивелирование II класса по стенным маркам и визуальное обследование зданий, деформация стен которых рассматривается как результат взаимодействия грунтов оснований, самих зданий и различных процессов, протекающих в массивах грунта. В 2008 году было проведено обследование 75 зданий, причем в первую очередь обследовались здания, расположенные вблизи известных карстовых и карстово-суффозионных воронок, погребенных котловин, а также мест повышенных оседаний земной поверхности, выделенных по результатам нивелирования.

По степени деформированности здания можно разбить на 4 категории.

К 4 категории относятся здания высокой степени деформированности (трещины более 4 мм), 3-я категория (средней степени) включает в себя строения с трещинами от 1 до 4 мм, к 2-ой относятся здания с трещинами до 1 мм, 1-ая степень - отсутствие деформаций.

В зонах влияния карстово-суффозионных воронок наблюдается возобновление (проявления) трещинных деформаций после косметического ремонта. Подобные случаи отмечены в районе улиц Куусинена и Зорге, станции метро Полежаевская, 1-го Хорошевского проезда - мест средоточения известных карстово-суффозионных воронок.

В 2008 г. продолжено изучение суффозионного процесса на территории г. Москвы в местах наибольшей вероятности их проявления. Обследовалась территория САО вдоль Ленинградского шоссе между станциями метро Сокол и Речной вокзал. В ходе маршрутных обследований было выявлено более 100 проявлений суффозионных процессов, которые имели вид круглых или вытянутых по форме воронок. Размеры их диаметров колеблются от 1 до 100 м, а по глубине встречались воронки до 0,35 м. Как правило, проявления фиксировались на территориях с жилой застройкой и оседания наблюдались на поверхности асфальта. Некоторые проявления не имели четко выраженной формы и проявлялись в виде провалов поверхности грунта. Наибольшую опасность представляют собой воронки, частично находящиеся в контуре зданий. Весьма часто воронки встречались вблизи инженерных коммуникаций, что явно указывает на ведущую роль антропогенного фактора в процессе их образования.

При строительстве очень важно учитывать множество факторов. Один из которых, определение уровня грунтовых вод. От полученного результата будет зависеть не только место расположения здания, но и его конфигурация. Близкое расположение источников к поверхности может стать причиной разрушения основания и т.д. В этой статье мы расскажем как определить уровень грунтовых вод на участке.

Что это

Грунтовые воды - это самый верхний слой жидкости, который залегает в земле. Источниками являются реки или озера, которые могут находиться поблизости. Еще одним наполнителем выступают осадки в виде дождя и снега. В различное время года уровень может колебаться. Например, в летний период при сильной засухе УГВ опускается до минимальной отметки, из-за чего пересыхают колодцы и ручьи . Их близкое расположение к поверхности может налагать такие ограничения при строительстве:

невозможность организовать подвальное помещение или погреб ;
невозможность возведения уличного туалета;
сложности при выборе типа и размера фундамента ;
ограничение на использование некоторых строительных материалов;
сложность прокладки коммуникаций в земле;
высокая степень пучинистости грунта.

По уровню распределения выделяют 3 основных вида водоносных слоев:

Верховодка. Может доходить до уровня менее чем 2 м от поверхности. Чаще всего наблюдается на территориях, где в составе почвы преобладает глина и суглинок.
Межпластовый. Состоит из верховодки и других вод, которые прошли очистку через естественный фильтр. Обычно не обладает напором.
Артезианский. Очень похож на предыдущий, но способен самостоятельно подниматься на поверхность, что обусловлено наличием внутреннего давления.

Последний вид встречается довольно редко, но может стать источником чистой питьевой воды без необходимости ее подъема глубинными насосами.

Способ бурения

Один из современных и простых способов определения уровня залегания верховодки осуществляется с применением обычного ручного бура. Дело в том что если пласт находится глубже 2 метров, тогда переживать не о чем и можно спокойно осуществлять строительство. А садовый бурильный станок отлично пробивается на такое расстояние. Для работы понадобится:

ложковый бур;
металлический или другой ровный прут;
рулетка.

При наличии всего необходимого сверлится небольшая скважина. Важно углубиться более чем на 2 метра. При выполнении работы потребуется своевременно вынимать грунт, чтобы он не обсыпался. После достижения необходимой глубины следует прикрыть отверстие и оставить в таком состоянии на сутки. Прут размечается при помощи рулетки. Шаг можно выбрать такой, какой будет удобен лично вам. Он опускается на дно, вынимается и производится визуальная оценка жидкости. Эти действия стоит повторять в течение нескольких дней. Если показатели не меняются, тогда значение можно считать постоянным.

Такие действия лучше производить в весенний период. Именно в это время года происходит таяние снега и выпадают дожди, что позволяет достичь грунтовым водам максимального значения. Для более точного результата изготавливается несколько отверстий и производится замер.

Растения

Растения служат хорошим природным индикатором глубины залегания верхнего слоя грунтовых вод. Для того чтобы использовать этот метод, важно, чтобы участок уже некоторое время находился под паром. Этот период даст возможность растительности занять свою нишу. Обратить внимание следует на:

Камыш. Если он есть на территории, которая выделена под застройку, тогда, скорее всего, пласт находится на глубине от 1 до 3 м.
Рогоз. Представляет собой высокую болотную траву. Часто применяется для плетения различной утвари. Этот вид говорит о том, что до жидкости примерно 1 м.
Полынь - представитель сложноцветных. Если она бурно растет, то пределы нахождения водоносного слоя от 3 до 5 м. На таком участке свободно можно вести постройки.
Солодка способна пускать корневую систему на глубину до 5 м. Обычно она свидетельствует о том, что верхний порог вод может достигать 1,5 метра.
Ежевика, малина - верховодка способна достигать 60 см на конкретном участке.
Крыжовник, смородина и облепиха являются индикаторами залегания верховодки на уровне 1 м от поверхности.
Если на участке уже не один год растут яблони и груши, тогда можно быть спокойными: вода находится на уровне 2 и более метров. Дело в том, что в противном случае такие деревья не выдерживают более долгого нахождения при меньшем залегании пласта воды. При разрастании корневой системы идет большее потребление кислорода, которого оказывается мало, и растение просто чахнет.
Для вишни и сливы потребуется наличие воды на уровне более 1,5 метра.

В случае когда участок был вычищен еще до покупки, тогда можно поспрашивать у старожилов в отношении растительности и их опыта в строительных работах.

Другие способы определения

Один из простых способов – обращение в службу землеустройства, где смогут предоставить конкретные данные или хотя бы топографические карты, по которым можно определить возвышенности и низины. Кстати, в этом отношении можно провести самостоятельные наблюдения. Осмотритесь вокруг и оцените, находится ли территория на холме или в низине. Чем ниже уровень, тем больше вероятность того, что грунтовые воды будут находиться близко.

В случае когда по близости есть колодец , то уровень примерно можно оценить по нему. Для этого достаточно заглянуть в середину, опустить мерный шнур до зеркала воды, затем измерить расстояние. Но значение будет примерным в том случае, если источник наполняется подземной рекой, которая может из-за течения немного поднимать это значение. Также это не будет говорить о насыщенности грунта конкретно на вашем участке.

Борьба с грунтовыми водами

Если так случилось, что ситуация в вашей местности резко изменилась и по каким-то причинам грунтовые воды стали подступать все ближе к поверхности, есть несколько способов, которые помогут частично облегчить ситуацию:

При подъеме грунтовых вод важно побеспокоиться о защите источников чистой питьевой воды. Для скважин применяется установка кессона. Проводятся земельные работы до нижнего уровня водоупорного слоя. Устанавливается конструкция, которая будет отсекать попадание нежелательной жидкости внутрь. Для колодцев применяется способ внешней и внутренней гидроизоляции. По периметру выкапывается траншея и кольца обрабатываются специальным составом.

Теперь вы знаете основные способы, используя которые можно примерно определить уровень грунтовых вод. Если они будут на глубине менее 2,5 метров, тогда строительство на таком участке вести нежелательно.