Карта залегания грунтовых вод

Если вы стали владельцем своей земли, на которой намерены строить дом, выращивать различные садовые и огородные культуры, то вам просто знать о своем приусадебном участке некоторые сведения. Вы должны иметь такие знания о своей земле, как уровень грунтовых вод, карта распределения основных видов почвы, толщина плодородного слоя, глубина промерзания грунта в вашей местности, данные о преобладающей розе ветров и многое другое. Все эти сведения будут очень полезными для вас. Вы максимально эффективно сможете использовать ресурсы участка с наименьшими затратами.

Такие сведения могут реально уберечь вас от многих проблем. К примеру, узнав доминирующую в вашей местности розу ветров, вы сможете учесть этот фактор и возводить строения таким образом, чтобы защитить некоторые из них от воздействия ветра, в качестве банального примера можно указать на строительство кирпичного мангала. Это строение долговечно, в отличие от своего металлического собрата, поэтому его просто так не перенесешь. Если при строительстве не учли доминирующие ветра, то он будет постоянно задымлять дом и двор.

Но еще более важными сведениями являются данные, показывающие уровень грунтовых вод на вашем участке.

Важность знания

Карта уровня грунтовых вод вашего района, а лучше даже конкретно вашего участка, — это крайне важный для любого хозяина земли документ. Обладая этими знаниями, можно уверенно планировать строительство дома или будущие посадки огородных и садовых культур. Только точно зная глубину залегания грунтовых вод, можно правильно выбрать тип и глубину фундамента для дома, ведь малейшие ошибки в расчетах могут привести к деформации основания и даже разрушению всего дома, что повлечет за собой не только материальные потери, но и риск для жизни проживающих в доме людей.

Подземные запасы воды важны и растений. Слишком глубоко пролегающие водоносные слои не смогут напитать почву и дать жизнь растениям, но и слишком близко расположенная вода тоже не принесет радости. Если корни долгое время находятся в воде, то они «задыхаются» и растение может погибнуть. Особенно чувствительны к этому деревья, глубина корней которых намного больше, чем у кустарника и огородных растений.

Уже эти 2 фактора вполне достаточны, чтобы понять, насколько важно знать гидрологическую обстановку на своем участке.

Все о фундаменте, его видах и особенностях — moifundament.ru.

Карта грунтовых вод

Где же взять карту расположения грунтовых вод на вашем участке и как узнать, на какой глубине проходят водоносные слои? Для этого есть 2 пути. Самый простой и разумный — это обратиться в соответствующий орган в вашем городе или районе. Это может быть комитет по землеустройству, архитектурный комитет, гидроразведка и так далее, в разной местности картой грунтовых вод могут обладать различные организации.

Но бывают ситуации, когда такой карты нет или она по какой-то причине вам не подходит. В этом случае вам придется самому заняться исследованиями. Для этого существует множество как строго научных, так и народных способов изучения. Используя некоторые из них или сочетая между собой, можно быстро и качественно определить, на какой глубине пролегают грунтовые воды на вашем участке.

Тут стоит еще отметить такой немаловажный момент, как разновидность подземных вод. Дело в том, что их существует 3 вида. Каждый из них имеет свои особенности и требует различных усилий для своей эксплуатации.

1. Грунтовые безнапорные воды — это та влага, что выпадает с различными осадками и пропитывает верхний слой почвы. Сюда же может попадать вода из естественных водоемов. Для использования данного вида водных ресурсов достаточно построить простой колодец.
2. Грунтовые напорные воды использовать немного сложнее, так как они залегают на большой глубине и представляют собой водную линзу, расположенную между 2-мя водонепроницаемыми слоями (обычно глина). Вода попадает в эти подземные резервуары с огромных площадей и может иметь объем, измеряемый в кубических километрах, и, как правило, находится под большим давлением. Для использования этого ресурса необходимо бурить глубокую скважину.


3. Верховодка. Это вся та вода, что скопилась в верхнем слое почвы после выпадения осадков. Она практически не скапливается, и ее объем имеет прямую зависимость от уровня выпавших осадков.

Примерную схему расположения всех 3-х видов подземных вод можно посмотреть на рис. 1.

Технические способы разведки

Самая простая техническая разведка в вашем случае может выглядеть так. Если рядом с вами проживают соседи и у них уже есть колодцы или скважины, то не поленитесь зайти к ним в гости и попросить посмотреть на уровень воды в этих устройствах. Чем больше колодцев вы сможете проверить, тем более точная картина залегания грунтовых вод предстанет перед вами. Посмотрите на рельеф местности, если он равнинный, то, скорее всего, на вашем участке уровень водоносных слоев находится на той же глубине, что и у соседей. Если же местность изобилует перепадами высот, то это затруднит точный анализ гидрологической обстановки. Но в любом случае эта информация поможет вам хотя бы примерно сориентироваться в данном вопросе.

После этого стоит начать непосредственную разведку водоносных слоев и провести несколько пробных бурений на участке с помощью тонкого бура. Если вы наткнулись на водоносный слой на устраивающей вас глубине, то на этом все работы по поиску можно завершать и бурить уже полноценный колодец. А если найти не удалось, то надо пробурить еще несколько скважин в других местах.

До начала работ очень важно учесть особенности рельефа вашего участка. Например, на ровной поверхности проще найти воду на том же уровне, что и у соседей. В то время как в низине грунтовые воды, как правило, подходят к поверхности земли ближе, чем на холмах. А если по соседству или на самом участке есть овраг или ручей, то колодец можно будет выкопать только на его склоне, так как в остальных местах воды не будет, она уже нашла себе выход и не скапливается в толстые слои.

Как видите, внимательность нужна даже при техническом поиске водоносных слоев. Но особенно важен наметанный глаз при поиске воды народными методами.

Народные приметы

Можно, используя современную технику, пробурить на участке несколько скважин и таким образом быстро выяснить, есть ли вода и на какой она глубине. Но не всегда есть возможность использовать буровую установку, да и при ее наличии можно существенно сэкономить время и ресурсы, проведя предварительное исследовании участка с помощью народных методов. Именно они помогут сократить до минимума места, где может близко пролегать водоносный слой. Итак, рассмотрим их.

Уровень грунтовых вод значительно сказывается на растительности. Если он подходит достаточно близко, то это можно отметить как по состоянию самих растений, так и по их видовому разнообразию. Особенно это заметно в сухой период, когда такой островок свежей зелени напоминает оазис по своей свежести и яркости. Если влаги растениям хватает, то они имеют более насыщенный цвет и растут гуще. Такие места любят: осока, камыш, хвощи, щавель, мать-и-мачеха и некоторые другие растения. Если у вас на участке есть место, где предпочитают расти такие растения и у них сочный и яркий цвет, то можно быть уверенным, что вода близко.

Наблюдательность поможет найти такое место и другими способами. Например, летом, в сумерках, во влажном месте можно заметить легкую туманную дымку, когда влага из воздуха оседает в более прохладном месте. Значит, тут тоже вода находится близко к поверхности.

Можно присмотреться к поведению животных, они тоже могут подсказать вам, где искать воду. Например, общеизвестно, что кошка предпочитает отдыхать там, где прохладно и влажно. Она выберет на земле именно такое место. В то время как собака наоборот, будет избегать такого места.

Внимательно наблюдая за поведением своих питомцев, вы можете многое понять о своем участке. Даже поведение комаров зависит от присутствия воды. Над тем местом, где вода подступает близко, вьется вечерами комариный рой.

Близко подходящая к поверхности вода действует угнетающе на растения, особенно страдают от нее деревья, корни которых могут погибнуть. Точно так же вода влияет и на животных, никому не нравится, когда их жилье подтопляется водой, поэтому в тех местах, где грунтовые воды пролегают близко к поверхности, не найти мышиных норок или колоний рыжих муравьев.

Простые методы обнаружения

Но это все больше относится к наблюдательности, чем к собственно исследованию. В запасах народной мудрости можно найти и специальные опыты, помогающие в поиске места для колодца. Запомните их, возможно, они вам пригодятся.

1. Удалите на небольшом участке дерн и положите на землю клочок шерсти, а на него свежее яйцо. Все это накройте обычным глиняным горшком и затем дерном. Утром надо проверить: если роса покрывает и яйцо, и шерсть, то уровень воды располагается очень близко. Если влажная только шерсть, то вода есть, но она располагается на глубине в несколько метров. Если и шерсть, и яйцо остались сухими, то вода располагается очень глубоко или ее вовсе нет.
2. Смешайте в равной пропорции серу, негашеную известь и медный купорос, уложите эту смесь в глиняный горшок и укутайте тканью. После этого поместите горшок в яму на глубине в 0,5 м и засыпьте обратно землей. Но перед этим необходимо тщательно взвесить закладываемую смесь. По прошествии суток выкопайте горшок обратно и взвесьте имеющуюся смесь еще раз. Если масса смеси увеличилась на 10% и боле, это значит, что грунтовые воды проходят близко. Можно использовать вместо смеси указанных веществ силикагель. Способ использования его полностью аналогичен вышеуказанному.


3. В качестве индикатора, можно использовать даже простые красные кирпичи. Их тоже необходимо хорошо просушить, взвесить, укутать в ткань и закопать на полуметровую глубину. По прошествии суток их выкапывают и взвешивают. Если масса кирпичей увеличилась, значит, они впитали в себя влагу и где-то рядом проходит водоносный слой.
4. Общеизвестен и поиск воды с помощью так называемых лозоходцев. Кто-то может в этом сомневаться, но долгое время подобные люди были востребованы в крестьянской среде, особенно в засушливых местах. Многочисленные эксперименты доказывали возможность поиска такими людьми не только водяных жил, но даже полезных ископаемых, глубинных пустот и других подземных аномалий.

Итоги

Все народные способы обнаружения воды направлены на поиск именно верховодки и грунтовых, а не напорных слоев воды, так как последние залегают слишком глубоко и не влияют с такой силой на поверхность земли.

Если вам повезло и у вас есть возможность выбирать место, где будет устроен колодец, то советуем строить там, где грунт состоит из песка, гальки, гравия и других зернистых пород. В этом случае скорость наполнение колодца будет очень высоким, а качество воды отличным. Гораздо хуже, если почва на участке будет глинистой: такой грунт плохо пропускает воду. К тому же примеси глины делают качество воды низким. В этом случае, возможно, стоит прокопать чуть глубже и найти воду в слоях именно с зернистыми породами, чем мучиться с дешево сделанным колодцем в глинистом слое.

Советуем вам воспользоваться всем комплексом народных примет и методов поиска воды, а затем перейти к бурению скважины.

В этом случае вы не только существенно сэкономите финансы, но и будете обладать примерной картой водных ресурсов своего участка, которая поможет не только в выборе места для колодца, но и пригодится при возведении сооружений, выборе места для сада и многого иного.

Источник: www.vseoburenii.ru

Разновидности карт

Название этих документов может быть различным в зависимости от характера нанесенной на них данных:

• гидроизогипсы – линии, соединяющие точки в недрах земли, с одинаковым уровнем зеркала грунтовых вод относительно нулевой отметки. На картах отображается волнистой линией, образующейся при соединении точек разведанных при геологических исследованиях. Гидроизогипсы составляются для безнапорных водонесущих слоев и дают общее представление о перемещении подземных вод. Учитывая расположение линий на такой карте можно определить характерные направление и уклоны потоков жидкости, места запитывания пластов и точки их разгрузки, а также характер связи грунтовых вод с открытыми водоемами – являются они питающими или дренирующими;
• гидроизопьезы – линии на карте водных ресурсов, получающиеся соединением точек с одинаковым напором подземных вод;

• карты перепадов уровней грунтовых вод является наиболее информативными в отношении определения возможности бурения скважины на участке в обследуемом районе. Сплошными линиями соединены эксплуатируемые объекты с одинаковым уровнем залегания водоносных слоев;

• графики колебания столба воды в скважинах.

По графику рис.4 очевидно, что водозабор интенсивно наполняется весной во время таяния снега и осенью при обильных осадках (данные за 2004 год), низкий уровень в 2005 году объясняется засушливой осенью с небольшим количеством осадков. Напомним, что уровень скважины определяется расстоянием от ее устья до устойчивого зеркала воды при отсутствии откачки.

• схемы гидрогеологических разрезов – дают четкое представление о наличии и расположении водных горизонтов в исследуемой местности. Карта позволяет узнать места расположения скважин, чтобы составить четкое представление о предполагаемой глубине бурения. Совместив полученные данные с картой перепадов уровней грунтовых вод можно получить всю необходимую информацию о характере будущего ствола, способе бурения и необходимых материалах.

Вся упомянутая документация составляется на основе анализа действующих водозаборов. Показатель пьезометрической поверхности зависит от внутрипластового давления воды и высоты горизонта. Условно уровень может находиться как над поверхностью земли, так и в ней. По сути, показатель говорит о высоте подъема воды при вскрытии артезианской скважины. По нему можно предварительно понять длину обсадной колонны, зная, что она должна быть выше пьезометрического уровня.

Виды и характеристики водонесущих слоев

Подпочвенный слой

Глубина залегания от 2 до 5 метров. Подпитка происходит от атмосферных осадков и таяния снега. Уровень воды в таких пластах нестабилен и колеблется в течение года, в засушливый период может вообще пересохнуть, а в полноводном режиме недостаточная толщина почвенного слоя над ним не позволяет происходить качественной фильтрации. Поэтому на качестве воды негативно сказывается присутствие пахотных земель во время внесения удобрений, наличие ферм или хранилищ химикатов вблизи участка. Не допускается наличие санузлов и дачных туалетов вблизи водозабора.

Типичным представителем водозаборов на подпочвенных водонесущих слоях являются колодцы и скважины типа «абиссинский колодец».

Грунтовые воды

Находятся обычно на глубине до 10 метров и представляют собой водоносный слой с подложкой из глин или глинистых сланцев. Верхний изолирующий слой также состоит из водонепроницаемых глин. Подпитка происходит из подпочвенных вод в разрывах верхнего изолирующего слоя, представляющих собой глинисто – песчаные фильтры. Также возможна подпитка из отрытых водоемов, но нередки случаи дренирующей связи с ними. Качество воды невысокое по причине замутнения ее глиной.

Водозаборы на таких глубинах залегания применяются различные:

• колодцы;
• скважины «абиссинский колодец»;
• обычные водозаборы с бытовыми электронасосами.

На такой глубине залегания водоносный слой обычно является безнапорным с дебитом от 0,5 – 2,5 кубометров в час.

Межпластовые воды

Располагаются на глубине 10 – 100 метров, вода в них, как правило, находится под давлением. Возможно наполнение пласта водоносными песками или гравийно – каменными отложениями. В последних вода наиболее качественная, скважины имеют хороший устойчивый дебит. Нижний изолирующий слой представляет собой глинистые сланцы или скальные образования. При бурении нежелательно применять промывку глинистыми растворами, поскольку они активно «заглинивают» скважину, после чего потребуется длительная промывка стволов.

Водозабор представляет собой скважину с обсадкой диаметром до 219 мм, насос глубоководный.

Артезианские глубоководный пласты

Уровень залегания таких водоносов обычно составляет более 100 метров, и располагаются они в трещиноватых известняках. Часто встречаются пласты чистой воды на скальном основании. Качество воды в таких водоносах исключительно высокое, дебит скважин весьма значителен.

Учитывая высокую стоимость бурения и строгие требования к водоохранным зонам артезианских скважин, а также высокую производительность таких водозаборов, их обустраивают для коллективного пользования. Такое их использование целесообразно также из финансовых соображений.

Артезианский водоносный слой учитывается в специальном госреестре как стратегический объект.

Пользуйтесь доступной информацией и успехов вам!

Советуем почитать: Водоносный горизонт

Источник: oburenie.ru

Зачем знать глубину залегания артезианских вод

Карта глубин – это документ, на котором обозначен уровень грунтовых вод. Существует два типа такой документации: гидроизопьез и гидроизогипс.

Первый тип представляет собой карту подземных горизонтов артезианских вод. Она необходима для тех, кто желает построить на участке водопровод с собственной артезианской скважиной.

Гидроизогипс — это карта глубин залегания поземных вод. Она необходима не только тем, кто собирается проделать собственную артезианскую скважину. С этим документом нужно ознакомиться каждому, кто желает посадить на своем участке растительность или возвести массивную постройку.

Существует своя карта для каждой местности. Например, для Московской области, в Подмосковье, во Владимирской области, а также для такого региона, как Касимовский район, она будет разной. Причем в больших городах в каждом районе карты будут отличаться.

Чтобы понять, для чего нужна карта залегания водоносных слоев, а также слоев подземных вод, необходимо ознакомиться с их влиянием на жизнедеятельность человека.

Для чего нужно знать уровень залегания подземных вод:

1. Ваш загородный участок может находиться в месте, где нет централизованного водопровода. В этом случае вы сможете добыть воду исключительно бурением подземных скважин и колодцев. И чтобы узнать, на какой глубине залегают артезианские воды, нужно будет ознакомиться с этой картой.
2. Строительство зданий невозможно там, где воды залегают слишком близко к поверхности, так как они будут разрушать фундамент постройки. Ситуацию можно исправить современными методами, но для этого необходимо определить уровень водоносного слоя.
3. Если воды находятся слишком близко к поверхности, то вы не сможете даже посадить полноценный сад. Ведь они могут влиять на рост и развитие растений.

Таким образом, покупая участок в новом районе, обязательно нужно выяснить уровень залегания грунтовых вод. Ведь от этого зависит, сможете ли вы организовать без проблем жилье на этом месте.

Почему изменяется карта глубин

Для того чтобы составить карту слоев подземных вод, бурят скважины в специально предназначенных для этого местах. Показатели замеряют в разное время года. При этом слои подземных вод переносятся на бумагу.

Периодически слои воды под землей могут менять свое положение относительно поверхности. Поэтому результаты нескольких прошедших лет на сегодняшний день будут считаться неточными.

Необходимо узнать не только уровень подземных вод на своем участке. Также необходимо понять, с какой скоростью и как сильно изменяется этот показатель. Для этого перенесенные на кальку карты за несколько лет прикладывают друг к другу и смотрят на разницу между ними.

Как мы уже говорили, периодически уровень подземных вод может изменяться. Это происходит по разным причинам:

1. При измерении подземных слоев изменяется и тип грунта. Если грунт слабый, то пласты между границами подземных горизонтов могут деформироваться, меняя положение воды под землей.
2. Некоторые подземные источники могут истощаться или пополняться. Это сказывается и на карте глубин.
3. Атмосферное давление сильно влияет на зеркало воды. Под его воздействием карта глубин может тоже изменяться.

Также на этот показатель влияют вибрации, издаваемые человеком и природой. Различные катастрофы, взрывы, движение поездов и другого транспорта могут изменить карту слоев залегания подземных вод. Также они могут меняться из-за погодных условий, например, продолжительной засухи.

Влияют на подземные воды и лунные циклы. Они сказываются на приливах и отливах не только морей, но и грунтовых вод.

Обозначенные на карте воды

Под поверхностью нашей земли есть несколько слоев грунтовых вод. При этом они отличаются не только по глубине своего расположения, но и по своему характеру.

Положение слоев грунтовых вод можно изменять современными методиками. Однако зачастую такие манипуляции проводятся временно, например, после строительства и герметизации конструкции их положение может восстанавливаться.

Разновидности подземных вод:

1. Верховодка – это самый первый слой подземных вод. Он находится на глубине от 1 до 3 метров до поверхности. Особенностью такой жидкости является то, что она образуется из осадков и грунтового конденсата. Поэтому верховодка считается непостоянной. Она может появляться в дождливые периоды, а в засушливые дни исчезать. Расположены такие воды не равномерно, а пятнами. Они никак не влияют на строительство, а вот на ваш огород могут повлиять. Например, могут стать причиной гибели растений, которые не любят обилие влаги.
2. Безнапорные грунтовые воды – это второй слой. Они располагаются на глубине от 3 до 5 метров. Такие воды считаются постоянными и без причин не изменяют свой уровень. Именно они пополняют водоемы и артезианские источники. Движение таких вод может влиять на состояние вашего здания. Поэтому именно их положение должно интересовать вас при строительстве дома. Если они находятся слишком высоко, то для исправления ситуации придется применять современные методы. В противном случае воды очень быстро разрушат фундамент постройки.
3. Являются третьим слоем. Они находятся глубже 5 метров под землей и никак не влияют ни на здания, ни на растения. Однако именно они считаются самыми чистыми. Поэтому именно артезианские воды должны вас интересовать, если вы собираетесь бурить на своем участке собственную скважину или колодец.

Как видите, воды сильно отличаются. И желательно узнать о положении каждого из слоев. Ведь все они будут влиять на вашу жизнедеятельность по-своему.

Самостоятельное составление карты глубин

Карту глубин можно посмотреть в специализированных инстанциях. Также практически каждая серьезная строительная фирма имеет такую документацию. Однако не всегда при покупке участка можно увидеть карту. В этом случае вы можете примерно определить близость воды. Для этого есть несколько методов:

1. Посмотреть на уровень воды в близлежащих колодцах. Чем он выше, тем ближе находятся подземные слои.
2. Обратить внимание на растительность на участке. Там, где подземные воды располагаются близко к поверхности, будут расти влаголюбивые растения.

Это два метода, которые быстро позволят примерно определить близость подземных водных слоев. Однако в любом случае вам придется идти за картой, чтобы построить здание на участке.

Карта глубин нужна каждому человеку, желающему построить дом на загородном участке. Поэтому не поленитесь обратить на нее внимание при покупке земли.

Источник: kanaliza.ru

Уровни подземных вод, замеряемые в скважинах и колодцах, наносят на различные карты и графики; из них наиболее распространены следующие: карты изолиний уровня подземных вод (карты гидроизогипс и гидроизопьез),. карты изменения уровня подземных вод, глубин залегания подземных вод, гидрогеологические профили и гидрографы скважин (графики колебания уровня воды в скважинах). Если хорошо известны расположение скважин и границы водоносного горизонта, то по имеющимся данным составляют карту гидроизопьез или карту гидроизогипс, которые можно назвать потенциометрическими. Уровень, до которого поднимается вода в артезианских скважинах, т. е. скважинах, вскрывающих напорные воды, определяет пьезометрическую поверхность; эта поверхность может быть выше или ниже поверхности земли. Если пьезометрическая поверхность выше поверхности земли, обсадные трубы артезианской скважины должны оканчиваться выше пьезометрической поверхности. Строго говоря, слово «пьезометрический» означает «измеряющий давление», но пьезометрическая поверхность определяется как давлением воды, так и высотой положения водоносного горизонта. Следовательно, термин пьезометрическая поверхность несколько неопределенен. Если в настоящих безнапорных условиях с помощью скважин определен уровень грунтовых вод, составляют карту гидроизогипс. Силовой потенциал, вызывающий движение подземных вод, прямо пропорционален высоте уровней воды в скважинах, пробуренных как в напорных, так и безнапорных водоносных горизонтах. Поэтому карты уровней подземных вод лучше называть потенциометрическими, т. е. характеризующими единую систему потока в водоносном горизонте. Главное направление движения подземных вод можно показать на картах гидроизогипс и картах гидроизопьез. На первой из них точки с одинаковыми высотами свободной поверхности подземных вод соединены линиями, по расположению которых можно судить о наклоне свободной поверхности. Если гидравлический градиент менее 0,01, а водопроводимость горизонта более или менее постоянна, можно сказать, что свободная поверхность подземных вод представляет собой потенциометрическую поверхность воды в пределах водоносного горизонта. Поскольку поток в таком водоносном горизонте почти горизонтален, можно построить его гидродинамическую сетку, используя гидроизогипсы в качестве эквипотенциальных линий и проведя линии тока перпендикулярно гидроизогипсам (рис. 2.12). Гидродинамическую сетку используют для отыскания очагов питания или разгрузки и для количественной оценки потока подземных вод. На рис. 2.12 показана карта гидроизогипс, на которой видны особенности движения безнапорных подземных вод, обусловленные геологическим строением бассейна и гидрологическими факторами. Район А (рис. 2.12) — область питания водоносного горизонта, расположенная в пределах конуса выноса. Глубина до воды здесь 80 футов. В этом мосте река постоянно теряет воду в проницаемое ложе. Реки, имеющие такую связь со свободной поверхностью подземных вод, называются дренируемыми. И точке Б уровень воды в реке совпадает с уровнем свободной поверхности подземных вод. В этой точке гидроизогипса нормальна к линии русла реки, что объясняется отсутствием оттока воды из реки. Следовательно, вблизи точки Б линии тока касательны к направлению течения реки. В точке В уровень воды в реке ниже уровня подземных вод, и здесь они пополняют року, называемую в этом случае дренирующей. В точке Е река все еще питается подземными водами, но значительная часть их уже сдренировалась в реку до этого пункта, поэтому гидроизогипсы далее вниз по течению так резко не изгибаются. В точке /"ведется откачка большой производительности. Здесь уровень подземных вод упал на 20 футов ниже уровня в точке Б. Спустя короткое время в результате откачки в точке Г уровень подземных вод еще больше понизится, и в точке Б река будет питать подземные воды. В районе Д происходит пополнение водоносного горизонта. Здесь избытки оросительных под образовали купол, превышающий уровень реки в точке Б на 10 футов. В районах Ж и З река течет в водонепроницаемом русле. Разность расходов реки в точках Ж и 3 равна прибыли или убыли воды в бассейне подземных вод. Ошибки в построении карт гидроизогипс связаны с чисто механической экстраполяцией результатов замеров уровней воды. Гидроизогипсу можно ошибочно провести даже выше поверхности земли (рис. 2.13, а). Нельзя также игнорировать особенности геологического строения картируемого района (рис. 2.13, б). Если водоносный горизонт однородный и изотропный и уклон свободной поверхности подземных вод небольшой, эта карта может быть полезна для построения гидродинамической сетки. Проведено несколько линий тока, схождение которых свидетельствует о различной водопроводимости водоносного горизонта. Карты глубин залегания додземных вод используются для установления районов, где возможны потери подземных вод на суммарное испарение и для определения приблизительных глубин проходки скважин. На рис. 2.14 в районе Ε подземные воды расходуются на суммарное испарение. Ошибки при составлении карт гидроизопьез обычно происходят от неумения установить уровни воды разных водоносных горизонтов, что вызвано незнанием разреза буровых скважин (рис. 2.15). Если картируемый район сложен в стратиграфическом или тектоническом отношении, необходимо максимально учитывать геологические данные. Обычно действие теологических факторов проявляется лишь после начала эксплуатации водоносного горизонта. В начальных условиях медленного движения подземных вод уровни воды изменяются незначительно при пересечении слабоводопроницаемых границ. В ходе эксплуатации водоносного горизонта зоны низкой проницаемости вызывают заметные различия в высотах уровня подземных вод. Как правило, пьезометрическая поверхность гораздо ровнее свободной поверхности подземных вод. Разгрузка водоносного горизонта через скважины или источники быстро сказывается на всей большой площади напорного водоносного горизонта. Например, ощутимое понижение пьезометрической поверхности вокруг скважины, из которой производится откачка, может распространиться менее чем за 30 сек на расстояние более 1 мили, а подобное понижение уровня воды вокруг скважины, пройденной в безнапорном водоносном горизонте,— лишь в течение нескольких месяцев. Карты колебания уровня подземных вод составляются по данным об изменении уровня воды в скважинах за определенный период времени. Если этот период небольшой, используют данные по одним ж тем же скважинам, Если наблюдения продолжительные, в некоторых районах невозможно использовать одни и те же скважины вследствие их довольно быстрого выхода из строя. В этом случае карты гидроизогипс для сравниваемых лет рекомендуется составлять на кальке. Карты накладывают одна на другую и на пересечениях гидроизогипс отмечают изменения уровней. Затем полученные величины переносят на чистый лист бумаги и проводят линии равного изменения уровня воды (рис. 2.16). Карту колебания уровня подземных вод можно использовать для вычисления изменения объема насыщенной части безнапорного водоносного горизонта. Объем дренированных пород делят на объем откачанной воды и получают удельную водоотдачу осушаемых пород. Например, если из 15·106 куб. футов породы откачано 5·106 куб. футов воды, средняя удельная водоотдача будет 33%. Карты колебания уровня подземных вод также применяются для оценки местных очагов питания и разгрузки в виде ярковыраженных аномалий. Обычно такие очаги трудно обнаружить на карте гидроизогипс по отклонениям последних. На карте колебания уровня подземных вод (рис. 2.16) очаг питания выражен в виде хорошо оконтуренной круговой области. Графики колебания уровня воды в скважинах строят по данным измерений уровня воды с помощью лент, покрытых мелом, электроуровнемеров, пневматических и акустических уровнемеров (рис. 2.17). Данные об уровнях, полученные автоматическими приборами, обрабатываются на быстродействующих электронных информационных машинах. График колебаний уровня воды в скважине — один из наиболее эффективных способов регистрации гидрогеологической информации. По данным многолетних наблюдений можно судить о производительности водоносного горизонта и размерах его питания. Сведения о кратковременных изменениях уровня воды с амплитудами менее 1/10 фута дают возможность уяснить механические свойства пород, служащих кровлей водоносного горизонта, а также характер связи между водоносным горизонтом и атмосферой. По наблюдениям больших изменений уровня воды, вызванных откачкой, можно судить о границах и водоотдаче водоносного горизонта. Изменения уровня подземных вод можно подразделить на четыре основных типа: 1) в результате изменения запасов подземных вод; 2) действия атмосферного давления на поверхность воды в скважине; 3) деформации водоносного горизонта и 4) различных нарушений работы скважины. Причиной небольших колебаний уровня воды также могут служить химические или термальные изменения в скважинах или около них. Изменения уровня подземных вод в значительной степени происходят вследствие изменений в запасах водоносного горизонта. Естественные факторы, такие, как питание или разгрузка, обычно вызывают постепенные изменения уровня подземных вод. Вблизи речных русел запасы подземных вод могут изменяться довольно быстро. В паводочный период запасы водоносного горизонта, связанного с рекой, резко увеличиваются, а уровни подземных вод быстро повышаются. На рис. 2.18, а показано влияние изменения уровня воды в реке на уровень воды в скважине. На рис. 2.18, б можно видеть влияние на уровень подземных вод длительных изменений запасов подземных вод, вызванных естественной разгрузкой водоносного горизонта. Резкие колебания уровня подземных вод, измеряемые несколькими футами, происходят главным образом вследствие откачки. Кратковременные откачки вызывают изменения уровня в течение нескольких суток. Сезонные повышения уровня длительностью в несколько месяцев сменяются падением уровня вследствие откачек. Такой режим уровня характерен для районов орошения подземными водами. Длительные изменения уровня вызываются постепенным истощением или пополнением водоносного горизонта. На рис. 2.18, в изображен график колебания уровня подземных вод с сезонным циклом ирригационного водозабора, наложенный на график многолетнего изменения уровня подземных вод, имеющего общую тенденцию к снижению. Колебания уровня подземных вод, вызванные действием атмосферного давления на поверхность воды в скважине, бывают двух типов. Кратковременные изменения происходят вследствие порывов ветра над устьем скважины. В результате увеличения скорости ветра над устьем скважины атмосферное давление в последней уменьшается, от чего уровень воды поднимается. При ослаблении ветра уровень воды в скважине падает. Изменения атмосферного давления также вызывают более длительные колебания уровня воды в скважинах. По мере увеличения атмосферного давления уровни воды в скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты, понижаются. Отношение величины изменения уровня воды в скважине к величине изменения атмосферного давления называется барометрической эффективностью водоносного горизонта. Максимальная величина барометрической эффективности составляет примерно 80%. Вес перекрывающих пород и атмосферное давление оказывают на водоносный горизонт давление ра (рис. 2.19). Этому давлению противостоит давление pw подземных вод и реактивное давление ps пород водоносного горизонта. Увеличение атмосферного давления на Δра вызывает увеличение напряжения скелета водоносных пород Δрs и увеличение давления воды Δрw в пределах водоносного горизонта. Итак, ра=рw + рs (2.2) и Δра = Δрw + Δрs. (2.3) При наличии скважины увеличение атмосферного давления на величину Δра передается через воду в скважине непосредственно на водоносный горизонт. В этом случае вода из скважины выжимается в водоносный горизонт. Если атмосферное давление возросло на величину + Δpa, то давление воды увеличится на + Δpw . Следовательно, + Δpw = γ (—Δh) + Δpa. Отрицательное значение Δh свидетельствует о том, что уровень воды падает, поскольку Δpa > Δpw. Если атмосферное давление снизилось на величину — Ар , давление воды уменьшится на величину —Δpw— Следовательно, — Δpw = γ Δh — Δpa . Положительная величина Δh означает, что уровень воды в скважине поднялся. Такое изменение уровня воды на величину Δh продолжается до тех пор, пока оно будет остановлено противодействующим давлением. Таким образом, Δhγ + Δpw = Δpa (2.4) где γ — удельный вес воды. Это уравнение предполагает, что объем воды, выжатой в водоносный горизонт, незначителен по сравнению с объемом воды водоносного горизонта. Разумеется, для глубоких скважин в слабопроницаемых породах это положение нельзя считать доказанным, но для большинства водоносных горизонтов, сложенных рыхлыми осадочными породами, такое допущение возможно. Вообще величина Δpw мала для водоносных горизонтов, сложенных скальными породами, и велика для водоносных горизонтов, сложенных рыхлыми породами. Таким образом, барометрическая эффективность прямо пропорциональна плотности пород водоносного горизонта. Колебания уровня подземных вод возможны также вследствие деформации водоносного горизонта. Одна из наиболее распространенных причин этого явления — нагрузка, оказываемая на прибрежные водоносные горизонты водами океана в результате колебания их уровня. Морские ветры во время шторма могут поднять уровень воды в океане на высоту до 2 м. Этот подъем уровня накладывается на обычное повышение уровня океана вследствие периодических приливов. Итак, при повышении уровня воды в океане на прибрежный водоносный горизонт действует большая нагрузка: Δрt = Δрw + Δрs, (2.5) где Δрt — изменение давления на водоносный горизонт вследствие изменения уровня воды в океане (рис. 2.20). Если водоносный горизонт представлен упругими породами, величина Δрw будет большая. Повышение уровня воды в скважине составит Δh, или Δhγ = Δрw. (2.6) Джейкоб вывел зависимость между приливной и барометрическом эффективностью. Если и то B + C=1, (2.9) где С — приливная эффективность, В — барометрическая эффективность на берегу океана. Следовательно, приливная эффективность служит мерой упругости водоносного горизонта.  Давление на водоносный горизонт ра суммируется из атмосферного давления, давления столба воды океана, веса водонепроницаемой кровли водоносного горизонта и перекрывающих пород. Поскольку Δрw = γΔh и Δрw прямо пропорционально изменению уровня воды в скважине вследствие прилива Δht, величины Δht и Δh имеют одинаковый алгебраический знак (направление движения). Однако изменение Уровня воды в скважине Δh всегда меньше изменения уровня воды в океане Δht на величину при γ ~ γ0, где γ0 — удельный вес воды окаеана. Если атмосферное давление постоянно, pw = γh Также Δрt= Δhtγ0. Земные приливы также вызывают небольшие изменения уровня воды в некоторых скважинах. Эти изменения амплитудой обычно менее 0,1 фута ежесуточно достигают двух минимумов, соответствующих верхней и нижней кульминациям Луны. В результате лунного притяжения происходит некоторое расширение водоносного горизонта, что в свою очередь уменьшает давление внутри него и вызывает понижение уровня воды в скважине. Эпизодические изменения уровня подземных вод происходят при землетрясениях, прохождении поездов, работе землеройных машин, вызываются взрывами и другими кратковременными нагрузками на водоносные горизонты. Амплитуда этих колебаний обычно менее 0,1 фута, но при очень сильных землетрясениях она достигает нескольких футов. Изменения уровня подземных вод в результате землетрясений могут быть упругими и не упругими. Сейсмические колебания земной коры, возникшие в одном районе, передаются в другие области земного шара, где горные породы претерпевают упругую деформацию. Колебание уровня подземных вод неупругого характера заключается в перераспределении частиц пород водоносного горизонта или пород, граничащих с последним. Небольшое изменение объема водоносного горизонта в результате землетрясений вызывает изменения уровня воды в скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты средней водоироводимости. Постоянные деформации рыхлых осадочных пород обычно происходят на расстоянии до 100 км от эпицентра очень сильного землетрясения. При более слабых землетрясениях это расстояние сокращается. Особенно резкое влияние землетрясений на уровень подземных вод отмечается в водоносных горизонтах, сложенных современными песчаными отложениями. Вода начинает изливаться из скважин, вскрывающих такие водоносные горизонты, во время сильного землетрясения или сразу после него. Это происходит в результате вытеснения воды из водоносных горизонтов, сжимаемых сейсмическими колебаниями. Там, где песок залегает на относительно небольшой глубине, под действием гидравлического напора на поверхность земли выбрасывается смесь песка и воды, в результате чего там образуются небольшие песчаные бугорки в виде миниатюрных вулканов. Нередко колебания уровня воды менее 1 фута вызываются различными нарушениями внутри скважины. Утечка воды через трубы, попадание мелких животных в скважину, выделение газа в воде и другие причины могут исказить данные об уровне воды, отражаемые на графике. К счастью, непериодический характер колебаний уровня такого рода, а также малая величина их амплитуд дают возможность гидрогеологам отличать эти изменения от более значительных.

 

< Пред.		След. >

Источник: geohydrology.ru