Гидрогеологическая характеристика тульской области

Фильтрация грунтовых вод приводит к изменению пород, слагающих водоносные горизонты.

Отложения, связанные с деятельностью подземных вод

После отмирания палеоводоносные горизонты представляют собой относительно тонкие пласты (метры — первые десятки метров), несущие на себе отчетливые следы интенсивных преобразований под влиянием грунтовых вод. Наиболее типичные проявления палеоводоносных горизонтов представлены в виде железистых, марганцевых, окремненных, сульфатных пород, ярких прожилок в красноцветных слоях, реже обогащенных баритовыми или целеститовыми горизонтами, располагающихся среди водоносных слоев различного состава. Специфическими породами, характерными для палеоводоносных горизонтов, являются угольматолиты (франц colmatage, от итальянского colmata fill, насыпь), образующиеся в результате вымывания глины и коллоидных частиц в проницаемые породы (обычно песок, подвергающийся углематации).

Большая группа отложений связана с отложением веществ, поступающих с грунтовыми водами и проникающими (просачивающимися) в зону поверхностного гипергенеза. Продукты поверхностного замещения подложки веществом, введенным извне, объединены понятием иллювиум. Геологические тела, сложенные иллювием, образуют инфильтрационные коры. Наиболее распространены карбонатные, кислые и сульфатные корки (преимущественно гипозированные). В группу инфильтрационных корок входят также солонцы и солончаки.

Карбонатная корка (калише, калькрет) — слой карбонатных пород, образующийся при капиллярном подъеме и последующем испарении грунтовых вод. Подобные образования характерны для засушливых и субаридных регионов, особенно пустынных территорий, подстилаемых карбонатными породами. Толщина таких образований обычно составляет десятки сантиметров – несколько метров.

Кремнистая корка (силкрет) — слой кремнистых (преимущественно халцедон-кварцевых) пород, образующийся в засушливых условиях при выходе на поверхность щелочной воды, богатой кремнеземом. Толщина силкрета достигает нескольких метров.

Сульфатная корка — слой преимущественно глины, обычно рыхлой породы, содержащий значительное количество комковатого гипса, а также извести и водорастворимых солей магния, натрия и калия. Образуется в результате испарения капиллярных вод, связанных с грунтовыми водами, насыщенными сульфатом кальция. Сульфатные корки мощностью до нескольких метров характерны для глинистых пустынь.

Подъем грунтовых вод на поверхность связан с образованием травертинов, которые своим возникновением обязаны осаждению карбоната кальция из воды из источников углекислого газа. Гейзериты, состоящие из опала, приурочены к выходам термальных вод с высоким содержанием кремнезема. Уносимые водой микроэлементы (бор, йод, мышьяк, литий и др.) могут накапливаться в промышленных концентрациях и образовывать отложения.

Поверхностные водоносные горизонты

Водоносные горизонты могут располагаться на разной глубине. Те, что расположены ближе к поверхности, не только чаще используются как источники воды для потребления и орошения, но и чаще наполняются дождями. Многие пустынные регионы содержат известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, производящие воду, встречаются в некоторых частях Атласских гор в Северной Африке, в Ливанских и Антиливанских районах Сирии, Израиля и Ливана, в некоторых частях Сьерра-Невады и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, таких как Ливия и Израиль, рост населения и увеличение потребления воды привели к падению уровня грунтовых вод и последующему загрязнению соленой морской воды.

Популярные способы поиска воды на участке

Существует несколько методов поиска подходящего места для строительства колодца или колодца. Наиболее часто используются следующие:

Использование керамики

Еще в древности наши предки, чтобы понять, есть ли вода в определенном месте, использовали такой простой прибор, как глиняный горшок. Дав ему достаточно высохнуть на солнце, его перевернули и положили на землю в месте, где может находиться водоносный горизонт. Через некоторое время нужно было заглянуть внутрь бочки: если там обнаруживался конденсат, это служило подсказкой о наличии воды в выбранном месте. Сегодня этот метод претерпел некоторые изменения.

• Для этого нам понадобится несколько литров силикагеля, который прекрасно впитывает влагу. Это вещество необходимо поместить в духовку для высыхания, а затем напоминать им глиняный горшок.
• Далее необходимо определить вес емкости с гелем. Для этого рекомендуется использовать аптечные весы.
• Берем ткань, оборачиваем ею посуду, а затем в выбранном для будущего колодца месте выкапываем яму глубиной около 0,5 метра, куда помещаем горшок с силикагелем. Он должен пролежать в земле 24 часа, затем его нужно выкопать и еще раз взвесить.

По количеству поглощенной воды можно определить, насколько далеко находится вода. Подобную операцию можно проделать сразу с несколькими горшками: аналогичным образом можно выбрать место с наибольшим запасом воды. При отсутствии силикагеля можно использовать простой кирпич; все действия с ним абсолютно одинаковы.

Наблюдения – где растут растения?

Среди растений есть такие, которые могут подсказать местонахождение подземного резервуара.

Это может быть, например, береза, растущая над оврагом. Он должен иметь небольшую высоту, а ствол быть изогнутым и выгнутым. Свисающие с дерева ветки должны образовывать нечто похожее на «ведьминые метёлки».

• При поиске воды, находящейся на минимальном расстоянии от поверхности, полезно ориентироваться на заросли мокрицы, которая представляет собой травянистое растение средней высоты.
• Определить, есть ли в выбранном месте водоток, можно по наличию силы тяжести реки.
• Если на пути вам встретится сосна с длинным стержневым корнем, знайте, что бурить скважину в этом месте придется очень долго, так как водоем находится на значительной глубине.

Определение по разнице высот

К такому методу имеет смысл прибегать только в том случае, если рядом есть водоем или колодец. Поиск воды осуществляется с помощью простого барометра-анероида, необходимого для измерения давления. Этот метод основан на том, что на каждые 13 метров разницы в высоте происходит снижение давления на один миллиметр ртутного столба. Благодаря этому можно узнать, насколько глубоко залегают грунтовые воды.

Практически все действия сводятся к выполнению замеров давления на выбранном для скважины участке, а также на берегу водоема. Если перепад давления составит около 0,5 миллиметров рт ст., то это будет подсказкой о том, что водоносный горизонт имеет глубину около 6-7 метров и здесь можно строить скважину.

Народные способы определения водоносного горизонта

Самостоятельно провести разведку в поисках водоносного горизонта для бурения неглубокого котлована или игольчатого колодца можно, даже если на прилегающих участках нет ориентиров.

Ориентация по природным признакам

Признаками наличия водоносного горизонта в почве могут быть:

• Наблюдайте за поведением животных и насекомых. Столбы комаров витают в том месте, где есть источник воды, а рыжие муравьи, наоборот, стараются от него расселиться.
• На территории широко распространены влаголюбивые растения.

Индикаторами близости к грунтовым водам из травянистых растений являются крапива, хвощ, осока, щавель и камыш. Древовидные растения со стержневыми корнями, такие как черемуха, ива, береза, черный тополь, сарсазан, укажут на то, что вода находится на глубине до 7 метров.

Жарким днем ​​животные роют землю в поисках прохлады в местах, где грунтовые воды подходят близко к поверхности

Почва, под которой проходит весна, отличается повышенной влажностью. Утром он обязательно испарится и образует туманные облака; вам просто нужно наблюдать за местностью.

Также обратите внимание на рельеф. Замечено, что водоносные горизонты лежат почти горизонтально

Поэтому в районе понижений вероятность появления воды всегда выше.

С помощью биолокационных рамок

Не теряет популярности древний метод, основанный на биолокационном воздействии, при котором человек реагирует на наличие в грунте воды и других тел, создающих по толщине неоднородности различной конфигурации и размера.

При поиске воды на местности методом биолокации указатель представляет собой проволочный каркас или ветку дерева с вилкой, находящуюся в руках человека-оператора. Он способен определить наличие водоносного горизонта, несмотря на слой грунта, отделяющий его от воды.

Биолокация – способность рамок двигаться под воздействием внешних факторов, например, вибрировать и приближаться друг к другу над местами, где плавают пружины

Биолокационные рамки могут быть изготовлены из калиброванной алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром 2-5 мм. Для этого концы кусков проволоки длиной 40-50 см загибают под прямым углом, придавая им Г-образную форму. Длина чувствительного плеча составит 30-35 см, а длина ручки 10-15 см.

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

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

Для достижения цели необходимо сознательно поставить и четко сформулировать перед собой задачу. После этого вам останется лишь медленно передвигаться по местности и следить за вращением кадров.

На участке, где скрываются подземные воды, брусья каркаса будут пересекать друг друга. Оператор должен отметить эту точку и продолжить исследование, но двигаться в направлении, перпендикулярном исходной линии движения. Искомый источник будет находиться на пересечении найденных отметок.

Биолокационные рамки будут реагировать, соединяя свои концы друг с другом в точке, где водоносные горизонты проходят через территорию

Считается, что лучшее время для поиска воды путем дайвинга – лето или начало осени. Наиболее благоприятные периоды:

• с 5 до 6 утра;
• от 16 до 17 дней;
• с 20 до 21 часа;
• с полуночи до 01.00.

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

По этой же причине перед работой с кадрами лучше воздержаться от употребления алкогольных напитков. Прежде чем приступить к поиску, необходимо научиться работать с биолокатором и «слышать» его. Благодаря этому в процессе поиска воды для скважины оператор не будет отвлекаться даже на наличие на участке закрытых водопроводов.

Но стоит отметить, что традиционные методы не могут дать 100% гарантии достижения ожидаемого результата. Ведь даже при успешном результате всегда есть риск получить скважину с низкой продуктивностью.

Проницаемость

Крупнозернистые отложения, такие как песок и гравий, имеют более высокую пористость, чем мелкозернистые отложения, такие как глина и ил, и лучшую связанность пор. Грубые материалы более проницаемы, поскольку имеют большие взаимосвязанные пространства или трещины, через которые проходит вода.

В ряде случаев поровые пространства могут быть заполнены мелкозернистыми отложениями, снижающими пористость и затрудняющими движение воды, что характеризует низкопроницаемый водоносный горизонт

Очень важно уметь определять такие свойства водоносного горизонта, как проницаемость, чтобы прогнозировать поведение грунтовых вод в водоносном горизонте.

Рамочный метод и другие

Таким образом, рассчитать стоимость скважины на место можно с помощью барометра, используя карту глубины водоносных горизонтов Ленинградской области, Подмосковья или любого другого региона или просто по рекомендациям специалистов. Определить расположение жилы под землей можно также каркасным методом или с помощью глиняного горшка.

В первом случае, чтобы найти на участке воду, нужно отрезать два куска алюминиевой проволоки и согнуть их под углом 90 градусов. Полученные таким образом кадры следует вставить, например, в колпачок ручки. С получившимся биоинструментом нужно медленно пройтись по местности. Считается, что в том месте, где находятся подземные воды, ветви «агрегата» будут расходиться в разные стороны.

Как узнать глубину воды в колодце с помощью горшка? С помощью этого «прибора» вены на участке ищут следующим образом:

• емкость тщательно высушивается на солнце;
• поставьте горшок горлышком вниз в то место, где будет находиться вода;
• через некоторое время проверьте внутреннюю часть кастрюли.

Если емкость разместить над проходом водяной жилы, внутри нее через некоторое время образуется много конденсата. Чтобы быстрее найти воду, можно расставить по территории несколько глиняных горшков. При необходимости такую ​​посуду можно просто заменить обычными стеклянными банками.

Какая глубина у артезианской скважины

Глубина артезианских скважин может быть самой разной и зависит, прежде всего, от природы и геологического строения горных пород, слагающих подземные слои. Главным условием здесь является наличие верхнего непроницаемого слоя, полностью изолирующего глубокие водоносные горизонты от проникновения верхних грунтовых вод. Обычно они загрязнены различными механическими взвесями, а также химическими элементами, попадающими в почву в виде сточных вод, осадков и атмосферных выбросов.

Благодаря такой защите артезианские воды особенно ценятся за свою чистоту от механических и химических загрязнений. На какой глубине могут располагаться эти водонепроницаемые слои? Обычно эти значения находятся в пределах 200-300 метров, но могут существенно варьироваться в зависимости от геологических особенностей конкретной местности. Например, в Подмосковье, по данным геологических изысканий, артезианский водоносный горизонт может располагаться на глубинах от 40 до 200 метров. В некоторых случаях артезианский бассейн лежит на расстоянии более 1000 метров от поверхности земли.

Основные преимущества и недостатки

Использование артезианских источников имеет ряд преимуществ перед использованием поверхностных подземных вод:

• Чистота источника воды. Не загрязнен различными механическими и химическими примесями, которые в избытке находятся в верхних слоях почвы.
• Большой дебит скважины. Это достигается за счет значительного количества грунтовых вод, находящихся между двумя непроницаемыми горизонтами. Значительное давление, которому подвергается водоносный горизонт, также играет важную роль. В большинстве случаев при бурении скважины вода самопроизвольно вытекает на поверхность.
• Продолжительность эксплуатации. Благодаря большому объёму подземных источников даже при больших скоростях течения они не пустеют очень долго. А при регулярном использовании, не допуская застоя колодца, он может прослужить до 50 и более лет.

Минусов у такого источника водоснабжения всего два:

Большие глубины, что увеличивает стоимость бурения.

Необходимость официально зарегистрировать источник водоснабжения с последующей необходимостью получения разрешения на бурение и уплаты налогов за пользование государственными недрами.

Как узнать глубину залегания артезианских вод

Благодаря вышеперечисленным преимуществам многие владельцы загородных домов или дач хотели бы оборудовать на приусадебном участке артезианский источник. В связи с этим возникает вопрос: на какой глубине расположен водоносный горизонт? Этот вопрос далеко не пустой, если учесть два фактора:

• Затраты на бурение за каждый пройденный метр. Обустроить такую ​​скважину самостоятельно, без использования специального бурового оборудования, невозможно.
• Существует широкий разброс возможных показателей залегания водоносных горизонтов, иногда достигающий сотен метров. Как уже говорилось, в Подмосковье минимальный уровень артезианского бассейна может составлять 40 метров, а максимальный превышать 200 метров.

Есть несколько способов попытаться узнать более или менее точную глубину глубоководья в том районе, где находится суша:

• Свяжитесь с соседями по дачному или коттеджному поселку. Вполне вероятно, что один из них уже пробурил глубокую скважину и сможет подсказать вам местонахождение водоносного горизонта.
• Запросите специалистов компаний, занимающихся бурением скважин в этом районе. Такие организации обычно имеют карты-схемы с указанием глубины водоносных горизонтов в местах их нормальной эксплуатации.
• Попробуйте сами найти карту глубоких водоемов в вашем районе. Это можно сделать через Интернет, либо изучив специальную геологическую литературу.
• Обратитесь в Территориальное геологическое управление с просьбой предоставить необходимую Вам информацию.

Определив, сколько метров глубина водного горизонта, можно рассчитать ориентировочную стоимость бурения.

Стоимость глубокой скважины

В пользу бурения говорит тот факт, что скважина длиной 30 и более метров по стоимости идентична скважине такой глубины. Факт подтверждается, если строительство проходило без форс-мажорных обстоятельств. Средняя стоимость метра прохода в Московском регионе начинается от 1600 рублей. При этом используются тонкостенные трубки исходного диаметра. Можно найти дешевле, но стоит ли рассчитывать на осознанный демпинг.

В зависимости от района стоимость может варьироваться от 50-200 рублей. Несоответствие означает, что компания уже работала на участке, и команда обнаружила, что проход осложнен структурой грунта или другими нюансами. Утолщение труб, больший диаметр и применение двухслойной трубы металл+пластик постепенно увеличивают затраты на строительство скважин.

Если на территории населенного пункта есть скважины 100 метров и более, то минимальная смета составит около 200 000 рублей с использованием самых простых труб и без выезда в близлежащие районы. Шестизначные цифры выглядят устрашающе, поэтому для безопасности инфраструктуры участка можно в первую очередь побеспокоиться о простой скважине. Сюда также входит то, что в глубоких колодцах вода чистая от органики, но исключена из списков железа, магния и марганца.

Система водоочистки увеличит стоимость строительства колодца на 60-100 000 рублей. В целях экономии близлежащие районы могут оплатить одну скважину, из которой подается вода на несколько домовладений

Визуальные методы поиска подземных вод

Все методы, используемые специалистами для определения глубины водоносного горизонта, основаны на накопленном опыте и многовековых наблюдениях, а также на свойствах подземных вод и их влиянии на окружающую среду.

Оптимальный вариант – когда широко используются описанные ниже методы, т.к несмотря на высокую надежность, ни один из методов не дает 100% гарантии.

Растительность на участке

изучение естественной растительности поможет определить уровень стоячей воды на вашем участке

Обратите внимание на те растения, которые остаются зелеными и пышными даже в самый засушливый период

Примерное значение глубины грунтовых вод по видам растений:

• рогоз и камыш, осока – 1-3 м;
• тополь черный – 1-3 м;
• полынь – 3-6 м;
• люцерна – 10-15 м.

На неглубокое расположение водоносного горизонта указывают такие деревья, как кедр, ива, ольха и береза. А вот наличие сосны на участке, наоборот, свидетельствует о том, что грунтовые воды залегают достаточно глубоко. Если скважина бурится в хозяйственных целях, вполне подойдет участок с такой растительностью.

Рельеф местности в районе участка

В большинстве случаев водоносный горизонт повторяет топографию поверхности местности. Поэтому лучше всего выбрать для бурения низменный участок, ведь там вода будет ближе всего к поверхности. Также на наличие водоносного горизонта указывают долготные перепады местности, но заметить их неопытным глазом довольно сложно.

Бурение в низинах предпочтительнее, так как снижается глубина бурения, а значит и финансовые затраты на строительство водоносной скважины

Несмотря на то, что для бурения предпочтительнее низменность, бурить скважину в заболоченной местности нельзя, так как в случае разгерметизации ствола шахты в скважину с поверхности постоянно будет поступать очень некачественная вода затопление ямы.

Также выбор места для скважины на воду зависит от особенностей почвы: бурить желательно в таком месте, где почва наиболее подходит для разработки. В этом случае песок, суглинок и супесчаная почва гораздо предпочтительнее камней.

Влияние ближайших водоёмов

Если в радиусе 300-500 м от вашего участка есть естественный водоем (озеро или река), водоносный горизонт, скорее всего, будет располагаться в любой точке участка. В этом случае действует правило: чем ближе к естественному водоему, тем выше и обильнее будет водоносный горизонт.

Рассматривая удаленность участка от естественного водоема, не забывайте учитывать такие факторы, как сброс в него сточных вод или промышленных отходов. В этом случае наличие поблизости озера или реки будет скорее отрицательным явлением, чем положительным.

Особенно это актуально для песчаных почв, которые имеют высокую скорость фильтрации, и если на ваш участок попадет механическое загрязнение, оно, скорее всего, будет отфильтровано. Но вредные химические соединения наверняка попадут в грунтовые воды, а оттуда – на площадку скважины.

Глинистые породы обладают низкими фильтрующими свойствами, поэтому расстояние между источником загрязнения и водозабором можно несколько сократить. Колодец можно построить и на слое песка, залегающем между глинистыми грунтами.

При наличии негативного воздействия на близлежащий природный источник воды строить неглубокий колодец нецелесообразно; в этом случае необходимо бурить до артезианских вод

Народные приметы и наблюдения

Есть народные приметы, которыми пользовались наши предки при поиске подземных вод. К таким признакам относится обилие утренней росы на определенном участке, а также скопление тумана к вечеру. Подобные явления, скорее всего, указывают на то, что грунтовые воды находятся близко к земной поверхности.

Небольшая глубина воды привлекает насекомых; они кишат над таким местом во время и после захода солнца. А вот грызуны и муравьи держатся подальше от таких мест, предпочитая более сухую почву.

Конечно, не стоит полностью полагаться на народные приметы, но обратить на них внимание в связи с другими приметами не помешало бы. Используя народные подсказки, можно определить место строительства абиссинского колодца.

Заключение

Решив сделать колодец или колодец на своем участке, вы сделаете правильный поступок, так как сможете решить проблему водоснабжения своего дачного участка. Сегодня существует множество способов определения местоположения воды под землей. Хотя эти методы позволяют с достаточно высокой точностью найти наиболее подходящие места для строительства колодца, ограничиваться ими не стоит.

Если вы хотите узнать, где именно находится водоносный горизонт, имеющий значительный запас влаги, а также узнать, на какой глубине находится вода, вам следует воспользоваться услугами специалистов.

Таким образом, вы экономите не только деньги, но и время. Процесс строительства колодца не только достаточно дорогой, но и очень долгий, о чем не всегда помнят многие владельцы загородных участков. Поэтому, если вы хотите, чтобы колодец обеспечивал вас водой в достаточном количестве в течение длительного времени, доверьте работу по выбору места для него профессионалам.