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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Верховодка - подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения, временем существования и дебита. Верховодка, как правило, образуется на первом от поверхности земли водоупорном пласте или прослойках водоупорных отложений в водоносной толще, имеет локальное распространение и сезонный характер существования. Верховодка существует в период достаточного увлажнения, а в засушливое время исчезает. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, развивается заболачивание. К верховодке также нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя, представленные почти связанной водой, где капельно-жидкая вода присутствует только в период избыточного увлажнения.

Воды верховодки обычно пресные, слабоминерализованные, но часто бывают загрязнены органическими веществами и содержат повышенные количества железа и кремнекислоты. Как правило, верховодка не может служить хорошим источником водоснабжения. Однако при необходимости принимаются меры для искусственного сохранения этого типа вод: устраивают пруды, отводы из рек, обеспечивающие постоянным питанием эксплуатируемые колодцы, насаждения растительности или задерживающие снеготаяние.

Рисунок 1. Грунтовые воды

Грунтовые воды.

Грунтовая вода - гравитационная вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность и обычно над ней отсутствует сплошная кровля из водонепроницаемых пород (рисунок 1)

Грунтовая вода заключена в рыхлых и в слабосцементированных породах (вода пластового типа) или заполняет трещины в магматических, метаморфических или осадочных сцементированных пород (вода трещинного типа), залегает в четвертичных отложениях (поровые воды).

Грунтовые воды формируются за счёт инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод. Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью распространения водоносного горизонта. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки, интенсивности питания и т. д.

Главная характерная особенность грунтовых вод, отличающая их от более глубоких артезианских вод - отсутствие напора.

Наиболее существенное влияние на режим грунтовых вод оказывают метеорологические условия (атмосферные осадки, испарения, температура, атмосферное давление и т. д.), гидравлические условия (изменение режима поверхностных водоёмов, питающих или дренирующих П. в.), хозяйственная деятельность человека (строительство гидротехнических и гидромелиоративных сооружений, откачка воды и нефти из недр, добыча полезных ископаемых, удобрение сельскохозяйственных земель, промстоки и др.).

Грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетони другие строительные материалы. При возведении сооружений грунтовые воды исследуют наагрессивность. Различают следующие типы агрессивности.

Общекислотная. Водородный показательводы меньше 6. Повышается растворимостькарбоната кальция. В зависимости от маркицементаи значений pH агрессивность воды различна: при pH < 4 наибольшая, при pH = 6,5 - наименьшая.

Выщелачивающая. Вода содержит более 0,4-1,5 мг экв. гидрокарбоната. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствиихлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимыйхлорид кальция.

Магнезиальная. Вода содержит более 750 мг/л магниядвухвалентного.Предел допустимой концентрацииионовмагния зависит от марки цемента, условий, конструкции сооружения, содержания сульфатных ионов и изменяется в широких пределах: от 1,0 до 2,5 %.

Сульфатная. Вода содержит свыше 67890 мг/л сульфатных ионов. Присутствующие в воде в больших концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизацииобразуюткристаллогидратсульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона.

Углекислотная. Вода содержит свыше 3-4 мг/л углекислоты. Растворение карбоната кальция под воздействием растворённогодиоксида углеродас образованием легкорастворимогогидрокарбоната кальцияпровоцирует процесс разрушения бетона.

В условиях влажного климата развиваются интенсивные процессы инфильтрациии подземного стока, сопровождаемые выщелачиванием почв игорных пород. При этом легко растворимые соли -хлоридыисульфаты- выносятся из пород и почв; в результате длительного водообмена формируются пресные Грунтовая вода, минерализованные лишь за счёт относительно мало растворимых солей (преимущественногидрокарбонатов кальция). В условиях засушливого тёплого климата (в сухихстепях,полупустыняхипустынях) вследствие кратковременности выпадения и малого количестваатмосферных осадков, а также слабойдренированностиместности подземный сток. Грунтовая вода не развивается; в расходной части баланса преобладает испарение и происходит их засоление. Вблизи рек, водоемов, водохранилищ и т. п. грунтовые воды в значительной степени опреснены и по качеству могу удовлетворять нормампитьевой воды.

Минерализация - сумма всех минеральных веществ, растворённых в воде, выраженная в граммах абсолютно сухого остатка, полученного выпариванием1 л воды. Классификация вод по степени минерализации:

Пресные - до 1 г/л. Преобладающий химический тип вод: гидрокарбонатные кальциевые.

Слабосолоноватые - 1-3 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.

Солоноватые - 3-10 г/л. Сульфатные, реже хлоридные.

Солёные - 10-15 г/л. Сульфатные, хлоридные.

Рассолы - больше 50 г/л. Хлоридно-натриевые.

Жёсткость воды обусловлена присутствием в воде ионов кальция и магния. Различают:

общую жёсткость (сумма мг экв. ионов Ca и Mg в литре воды);

карбонатную (величина рассчитывается по количеству гирокарбонатных и карбонатных ионов);

некарбонатную (жёсткость общая за вычетом жёсткости карбонатной).

По общей жёсткости воды подразделяются на 5 типов:

очень мягкая: <1,5 мг экв./л,

мягкая: 1,5-3 мг экв./л,

умеренно жёсткая: 3-6 мг экв./л,

жёсткая: 6-9 мг экв./л,

очень жёсткая: >9 мг экв./л.

Вблизи свалок,скотомогильников, различного рода химических, радиоактивных захороненийгрунтовые воды заражены. Грунтовые воды являются показателем чистоты почв, местности.

1. Источники питания рек
Основной источник питания всех рек на земном шаре - атмосферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих жидких осадков образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного покрова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь, пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источником, питания рек. Часть талых и дождевых вод просачивается в верхние слои земли и при некоторых условиях быстро дренируется реками, при этом несколько растягивается процесс стока этих вод в речную сеть. Некоторая часть талых и дождевых вод идет на пополнение запасов подземных вод, которые значительно медленнее попадают в русла рек. Подземные воды являются также источником питания рек; они обеспечивают устойчивость речного стока. Таким образом, существуют четыре источника питания рек - жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники и подземные воды (грунтовые воды ) .

Соотношения между количеством воды, поступающим в реки от того или иного источника питания, неодинаковы в различных районах. Меняются они и от сезона к сезону для одной и той же реки. Эти различия зависят главным образом от климатических условий: режима осадков и температуры воздуха в течение года.

2. Характер грунтового питания
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.
К водопроницаемым породам относятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески, трещиноватые породы и т.д. К водонепроницаемым породам – массивно- кристаллические породы (гранит, порфир, мрамор), имеющие минимальную впитывать в себя влагу, и глины. Последние, пропитавшись водой, в дальнейшем ее не пропускают. К породам полупроницаемым относятся глинистые пески, лесс, рыхлые песчаники, рыхловатые мергели и т.п.
Подземные воды в земной коре распределены в двух этажах. Нижний этаж, сложенный плотными магматическими и метаморфическими породами, содержит ограниченное количество воды. Основная масса воды находится в верхнем слое осадочных пород. В нем по характеру водообмена с поверхностными водами выделяют три зоны: зону свободного водообмена (верхнюю), зону замедленного водообмена (среднюю) и зону весьма замедленного водообмена (нижнюю). Воды верхней зоны обычно пресные и служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. В средней зоне располагаются минеральные воды различного состава. Это – древние воды. В нижней зоне находятся высокоминерализованные рассолы. Из них добывают бром, иод и другие вещества .
Подземные воды образуются различными способами. Как уже отмечалось выше, один из основных способов образования подземной воды – просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.). По этой теории, просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается на нём, насыщая породы пористого и пористо-трещинноватого характера. Таким образом, возникают водоносные слои, или горизонты подземных вод. Поверхность грунтовых вод , называется зеркалом грунтовых вод . Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупора называют мощностью водоупорного слоя.
Количество воды, просочившийся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, наклона местности к горизонту, растительного покрова. Длительный моросящий дождь создает лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень, так как чем интенсивнее осадки, тем с большей скоростью выпавшая вода стекает по поверхности почвы.
Крутые склоны местности увеличивают поверхностный сток и уменьшают просачивание атмосферных осадков в грунт; пологие, наоборот, увеличивают их просачивание. Растительный покров (лес) увеличивает испарение выпавшей влаги и в то же время усиливает выпадение осадков. Задерживая поверхностный сток, он способствует просачиванию влаги в грунт.
Для многих территорий земного шара инфильтрация является основным способом образования подземных вод. Однако имеется и другой путь их образования – за счёт конденсации водяных паров в горных породах. В тёплое время года упругость водяного пара в воздухе больше, чем в почвенном слое и нижележащих горных породах. Поэтому водяные пары атмосферы непрерывно поступают в почву и опускаются до слоя постоянных температур, расположенного на разных глубинах – от одного до нескольких десятков метров от поверхности земли. В этом слое движение паров воздуха прекращается в связи с увеличением упругости водяных паров при повышении температуры в глубине Земли. Вследствие этого возникает встречный поток водяных паров из глубины Земли вверх – к слою постоянных температур. В поясе постоянных температур в результате столкновения двух потоков водяных паров происходит их конденсация с образованием подземной воды. Такая конденсационная вода имеет большое значение в пустынях, полупустынях и сухих степях. В знойные периоды года она является единственным источником влаги для растительности. Таким же способом возникли основные запасы подземной воды в горных районах Западной Сибири .
Оба способа образования грунтовых вод – путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах – главные пути накопления подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные воды называются вандозными водами (от лат. "vadare" – идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.
Некоторые исследователи отмечают еще один способ образования подземных вод. Многие выходы этих вод в районах современной или недавней вулканической активности характеризуются повышенной температурой и значительной концентрацией солей и летучих компонентов. Для объяснения генезиса таких вод австрийский геолог Э. Зюсс в 1902 году выдвинул теорию ювенильного образования вод (от лат. "juvenilis" – девственный). Такие воды, как считал Зюсс, образовались из газообразных продуктов, в изобилии выделяющихся при дифференциации магматического очага .
Более поздние исследования показали, что чистых ювенильных вод, как их понимал Э. Зюсс, в поверхностных частях Земли не существует. В природных условиях подземные воды , возникшие разными способами, смешиваются друг с другом, приобретая те или иные черты. Однако определение генезиса подземных вод имеет большое значение: оно облегчает подсчёт запасов, выяснение режима и их качество.
Во время весеннего половодья и паводков уровень воды в реке, поднимаясь выше уровня речного потока, направленного к реке, вызывает отток воды из нее и подъем уровня грунтовых вод . Это снижает высоту уровня весенних половодий. На спаде грунтовые воды начинают питать реку, и уровень грунтовых вод понижается. Грунтовые воды могут образовываться за счет искусственных гидротехнических сооружений, например таких, как оросительные каналы. Так, при строительстве Каракумской оросительной системы за счет переброса части стока сибирских рек, в пустынной части значительное количество воды уходило не столько на поливные нужды, сколько на испарение и в грунт. Произошло это вследствие того, что большая часть оросительной системы проходила по песчаным почвам, где коэффициент фильтрации достаточно высок, и несмотря на противофильтрационные меры, падения уровней воды за счет фильтрации воды в грунт были велики. Все это, помимо уменьшения стока рек, приводило к тому, что содержащиеся в грунте соли растворялись грунтовыми водами , и при движении подводных потоков обратно в канал происходило заиление и засоление последнего.

Подземные воды служат надежным источником питания рек. Они действуют круглый год и обеспечивают питание рек в зимнюю и летнюю межень (или при низких уровнях стояния горизонта воды), когда поверхностный сток отсутствует. При сильно замедленных скоростях движения грунтовых вод , по сравнению с поверхностными, подземные воды в речном стоке выступают как регулирующий фактор.
Также, при сильно замедленных или небольших скоростях движения грунтовых вод, на реках Крайнего Севера при низких температурах воздуха, наблюдается перемерзание (полное или частичное) реки, и тогда вода заходит с подпорной части того водоема, в которую впадает река (это может быть главная река, море, озеро и т.п.). Такие явления наблюдаются, например, в п. Нижнеянск, который находится в 25 км от устья р.Яны, где в период стояния низких температур и полного перемерзания реки на перекатах, с подпора в русло реки выше по течению от места перемерзания, заходит соленая вода из Северного Ледовитого океана.
Согласно Б.И. Куделину, различают четыре питания рек подземными водами:
1. Питание грунтовыми водами , гидравлически не связанными с рекой;
2. Питание грунтовыми водами , гидравлически связанными с рекой;
3. Смешанное грунтовое питание (1+2);
4. Смешанное грунтовое и артезианское питание (1+2+3).
Классификация подземных вод . Условия их залегания
По условиям залегания выделяют три типа подземных вод : верховодку, грунтовые и напорные, или артезианские.
Верховодкой называются подземные воды , залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабо проницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление – временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание .
К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.
Грунтовые воды . Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.
Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.
Грунтовые воды , накапливающиеся в аллювиальных отложениях – один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.
Характер взаимосвязи между речными и подземными водами различен. В зависимости от условий залегания водоносного пласта, глубины вреза речных долин и положения мест выхода подземных вод возникают различные условия для гидравлической связи речных и подземных вод . Гидравлическая связь может быть постоянной, периодической или отсутствовать вовсе.
При гидравлической связи возможно несколько случаев соотношения речных и подземных вод: Грунтовые воды питают реку при низком уровне стояния воды в ее русле. При прохождении половодья, когда подъем воды в реке значительно превышает уровень стояния грунтовых вод происходит фильтрация речных вод в берега. В прибрежной зоне создаются большие запасы грунтовых вод .
Запасы грунтовых вод постоянно пополняются за счет фильтрации речных вод. Это происходит вследствие того, что уровни в реке всегда стоят выше зеркала грунтовых вод . Такое питание характерно для засушливых районов.
Река получает питание из напорного водоносного пласта, имеющего постоянную гидравлическую связь с рекой. Это питание осуществляется либо путем непосредственного поступления напорных вод в русло реки по тектоническим разломам и трещинам, либо путем напорной фильтрации через водоупорную кровлю, либо через пласты водопроницаемых пород, воды которых дренируются реками.
Напорные, или артезианские воды . Напорными называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши, или мульды, заложить артезианскую скважину, то вода из нее будет вытекать в виде фонтана по закону сообщающихся сосудов.
Размеры артезианских бассейнов бывают весьма значительными – до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды. Так, воду, выпавшую в виде осадков на территории Германии и Польши, получают в артезианских скважинах, пробуренных в Москве; в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.
Артезианские воды характеризуются постоянством дебита и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования.
Основные проблемы использования и защиты подземных вод В силу своего местонахождения подземные воды лучше защищены от внешних воздействий, чем поверхностные, однако имеются серьёзные симптомы неблагоприятного изменения режима подземных вод на больших площадях и в широком диапазоне глубин. К ним относятся: истощение и понижение уровня подземных вод из-за чрезмерного отбора; внедрение на побережье морских солёных вод; образование депрессионных воронок и другие.
Большую опасность представляет загрязнение подземных вод. Можно выделить два типа загрязнений – бактериальное и химическое. В определённых условиях в водоносные горизонты могут проникать сточные и промышленные воды, загрязнённые поверхностные воды и атмосферные осадки.
При создании водохранилищ в результате подпора происходит повышение уровня грунтовых вод . Положительным следствием такого изменения режима является увеличение их ресурсов в прибрежной зоне водохранилища; отрицательными – подтопление прибрежной зоны, что вызывает заболачивание территории, а так же засоление почв и грунтовых вод вследствие повышенного их испарения при неглубоком залегании.
Ввиду небольших паводковых явлений (или вообще их отсутствия) на зарегулированных реках паводочное питание подземных вод значительно уменьшено. Скорости течения на таких реках снижаются, что способствует заилению русла; поэтому взаимосвязь речных и подземных вод затруднена.
В определённых условиях отбор подземных вод может оказать существенное влияние на качество поверхностных вод. В первую очередь это относится к промышленной эксплуатации и сбросу минерализованных вод, сбросу шахтных и попутных нефтяных вод. Отсюда следует, что должно предусматриваться комплексное использование и регулирование ресурсов поверхностных и подземных вод. Примерами такого подхода могут служить использование подземных вод для орошения в маловодные годы, а так же искусственное восполнение запасов подземных вод и сооружение подземных водохранилищ. Заключение В ходе подготовки данного реферата была проанализирована учебная и справочная литература, а также информация из Интернета по заданной тематике. Резюмируя, можно отметить следующее: главный источник питания всех рек – это атмосферные осадки, но, в зависимости от географических и климатических условий, они могут быть в разных формах. Жидкие осадки, снежный покров, высокогорные снега и ледники, и грунтовые воды . Грунтовые воды из количества всех атмосферных осадков забирают порядка 15-20%. Основной способ формирования грунтовых вод – это просачивание осадков через верхние слои почвы до водоупорного слоя. Также грунтовые воды могут формироваться искусственным путем – в следствие создания оросительных сооружений. Река и пласт грунтовых вод взаимозависимы: во время половодья высокий уровень воды в реке понижается за счет поглощения избытка воды грунтом; при спаде уровня реки грунтовые воды начинают питать реку. Все подземные воды условно делятся на три слоя: Верховодка (воды, находящиеся ближе к почвенному пласту). Напорный слой (артезианские воды , находящиеся между двумя водоупорными пластами). Грунтовые воды (воды, находящиеся на поверхности водонепроницаемого слоя). Грунтовые воды – это один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами. Имеются серьёзные симптомы неблагоприятного изменения режима подземных вод на больших площадях и в широком диапазоне глубин. Это: истощение и понижение уровня подземных вод из-за чрезмерного отбора; внедрение на побережье морских солёных вод; образование депрессионных воронок и другие. Большую опасность представляет загрязнение подземных вод . При подготовке данной работы, мною были получены и расширены знания по теме «Источники питания рек», «Грунтовые воды », «Подземные воды ».

Одной из проблем, часто встречающихся при проживании в частном доме или на даче - это отсутствие постоянного источника питьевой воды на участке. Особенно остро встает вопрос в той местности, где не проложены поблизости трассы водоснабжения. Приходится прибегать к изысканию источника автономного водоснабжения, а они не всегда бывают пригодны для питья или приготовления пищи. Дело в том, что выкопав колодец, еще не значит, что вода в нем пригодна для питья. Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливается на основе оценки качества воды водоисточника. В этом видео мы рассмотрим некоторые водоносные пласты и технологии добычи воды из них. При выборе источников водоснабжения следует в первую очередь ориентироваться на артезианские воды, надежно защищенные от внешнего загрязнения. При отсутствии или невозможности использования таких источников необходимо переходить к другим источникам в порядке природной очистки: это межпластовые безнапорные воды (к ним относятся колодцы, ключи и родники); это грунтовые воды; и открытые водоемы (это водохранилища, озера, реки и т. д.) Подземные воды образуют разнообразные водоносные системы. Простейшие из них - это пористый или трещиноватый пласт, заполненный водой и залегающий на или между двумя водоупорными слоями. Такие пласты нередко образуют взаимосвязанные сложные системы разных масштабов по площади и по глубине залегания. Обычная глубина пластовых вод - это 300–500 м. До этой глубины находится зона интенсивного (или активного) водообмена подземных вод, и в первую очередь это верховодка. Верховодка образуется на небольших глубинах за счет просачивания в почву атмосферных осадков, и вод открытых водоемов. Воды верховодки не могут служить источником водоснабжения, так как запасы этой воды обычно незначительны и могут сильно колебаться в зависимости от количества и времени выпадения в данной местности осадков. Кроме того, воды верховодки не защищены сверху водоупорной «кровлей» и поэтому легко загрязняются водами, проникающими непосредственно с поверхности земли. Глубина залегания таких водоносных слоев обычно не велика и часто не превышает 10 метров. Под этот слой и отрывают водозаборные колодцы. Ниже верховодки, между двумя водонепроницаемыми (как правило, глинистыми) пластами грунта, в песчаном слое располагаются грунтовые воды, которые отличаются большей стабильностью запасов и повышенным качеством. Под эти воды устраиваются колодцы-скважины, достигающие глубины до 30 м. Принципиальная разница между верховодкой и грунтовыми безнапорными водами заключается в том, что верховодка в зависимости от погодных условий может то появляться, то пропадать. В то время как грунтовые безнапорные воды находятся в грунте постоянно на одном и том же уровне. Грунтовые воды – самый доступный способ водоснабжения. Еще ниже, отделенный от грунтовых вод еще одним (или несколькими) водонепроницаемым слоем грунта, залегает артезианский водоносный горизонт. Многие, наверное, слышали выражение "бурение на известняк". Это и есть бурение артезианской скважины. Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для определенного вида породы. Так, при движении через известковые породы вода становится известковой, через доломитовые породы – вода становится магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, обычная питьевая вода насыщается сернокислыми солями и становится минеральной. Артезианская вода не имеет загрязнителей, которые присутствуют в водопроводной воде или других типах бутилированной воды. Она также имеет более высокую минерализацию. Перед началом использования любого вида источников в качестве хозяйственно-бытового или питьевого назначения, необходимо получить заключение от санитарной службы о допустимости их использования. Заключение санитарных органов по данному источнику водоснабжения сохраняет свою силу в течение одного года. Возможность использования его после одного года должна быть подтверждена санитарными органами при отсутствии изменения санитарных условий источника за истекший год. Следующее видео бедет посвящено мероприятиям по устройству автономного водоснабжения, а именно рассмотрим такие варианты, как: колодец, скважина на песок и артезианская скважина. Поэтому не пропустите, а я благодарю вас за просмотр. Всем удачи и встретимся в следующем выпуске.

Перед строительством дома важно учесть многочисленные факторы, среди которых не последнее место занимают характеристики почвы. Именно от них зависит возможность строительства на данном участке, устройство колодца или скважины для обеспечения участка водой. Во время исследований специалистами , уточняются данные о глубине залегания грунтовых вод, характеристике почвы.

Если грунтовые воды находятся слишком близко к поверхности, от строительства на этом участке лучше отказаться.

На основании полученной информации специалисты получают данные о том, какова высота водоносного слоя, структура почвы, какие меры по осушению необходимо предпринимать при высокой воде. Влага оказывает негативное влияние на фундамент, строение, на ландшафт участка. Когда слишком высокие, их еще называют верховодкой, возможно подтопления подвала, разрушение стен фундамента, самого дома. Почва становится болотистой, а выкопать колодец в таких условиях практически невозможно.

Виды грунтовых вод

Повышение вод в грунте часто приводит к тому, что строение разрушается или его сооружение становится затруднительным, невозможным изначально. Именно поэтому рекомендуется сразу провести специальные исследования, которые позволяют с точностью определить все характеристики грунта.

Одно из самых неблагоприятных условий – верховодка. Почвенные воды скапливаются невысоко от поверхности, обычно они находятся в так называемой зоне аэрации. Часть породы занята полостями с воздухом, а другая – с водой. Все это делает почву крайне неустойчивой, опасной для строительства. Чаще всего верховодка появляется в неустойчивой зоне над водоупорами, в качестве которых могут выступать плотные прослойки пород, глина, суглинок. Водоносный обильный горизонт наблюдается во время таяния снега, при обильных дождях осенью и весной. Почва становится разжиженной, непригодной для строительства. Если постройки на ней уже имеются, то наблюдается растрескивание фундаментов.

Для верховодки характерно сезонное изменение. Летом или зимой грунт может быть стабилен, а вот осенью и весной ситуация совершенно другая . Проводить изыскания поэтому рекомендуется только в то время, когда могут наблюдаться такие возможны подобные явления, особенно если верховодка на данном участке наблюдалась ранее или такие изменения грунта есть у соседей.

Вернуться к оглавлению

Артезианский вариант

Обычные грунтовые воды являются распространенными, различается только глубина их расположения. Мощность их обычно не такая большая, они не ограничиваются водоупорными слоями. Около водоемов и рек уровень их может быть выше, вдали от естественных образований – ниже, но для точного определения требуется проведение специального изыскания. Грунтовые воды обычно усиливаются во время дождей, в сезоны таяния снега. Это обстоятельство необходимо учитывать при строительстве и организации дренажных систем.

Для определения артезианских слоев также требуется геологическая экспертиза. Все зависит от типа грунтов, прохождения на местности водоносных артезианских жил. Обнаружить такой пласт, который залегает на приемлемой для скважины и колодца глубине, можно далеко не всегда.

Условия образования таких вод разнообразные, но чаще всего они образуются в трещинах породы, изломах.

Глубина их заложения может отличаться, хотя она довольно значительная.

Обнаружить артезианские воды, которые отличаются чистотой, можно при бурении с целью проверки возможности сооружения скважин. Мощность слоя зависит от климатических условий, от рельефа, направления слоя. Направление водоносных жил может изменяться. Химический состав артезианских вод различен, как и вкусовые качества, что требуется учитывать при рытье скважин.

Вернуться к оглавлению

Геологические изыскания

Лучшее время для проведения геологических изысканий – лето или осень.

Чтобы определить, какие именно грунтовые воды и на какой глубине наблюдаются на участке, необходимо провести геологическое исследование. В результате проделанной работы можно получить следующие данные:

• наличие или отсутствие водоносных слоев;
• характер, который имеют грунтовые воды;
• химический состав воды;
• объем ожидаемых притоков влаги, скорость наполнения траншеи, котлована.

Такие исследования необходимо проводить по следующим причинам:

1. Все грунтовые воды обладают способностью изменять структуру грунта, а это отрицательно сказывается на прочности, устойчивости фундаментов дома.
2. Водонасыщенный грунт становится рыхлым, часто возникают просадки почвы, а для дома это чревато разрушениями.
3. Водонасыщенные грунты приводят к тому, что из плиты фундамента начинает вымываться бетон, образуются пустоты, прочность резко снижается.

Вернуться к оглавлению

Верховодка

Грунтовые воды и верховодка требуют принятия срочных мер для осушения влаги и ее отвода. Можно предпринять следующие действия:

1. Поверхностный водоотлив – открытый способ водопонижения.
2. Использование закрытого метода водопонижения. Это дренаж различного типа, использование иглофильтров и прочего оборудования.

На выбор того или иного метода оказывают влияние такие факторы:

• форма, размер будущего котлована;
• уровень водопроницаемости почвы в месте строительства;
• глубина водопонижения, которая определяется глубиной залегания грунтовых вод;
• характеристики движения и направления водоносного слоя;
• есть ли рядом с участком строительства различные сооружения и конструкции, на которые работы по осушению могут оказать влияние.

Вода выбранным способом отводится от участка. Для этого используют трубы, насосы, траншеи и прочее. Часто для котлованов применяются специальные приямки, которые собирают влагу, просачивающуюся через грунт. Надо быть предельно осторожным, так как вода, стекая по стенкам, оказывает размывающее воздействие, структура грунта нарушается, она может стать неустойчивой. Применяются меры по укреплению, в противном случае осушение просто не будет эффективным. Сам котлован делается со стенками не отвесными, а под наклоном, чтобы надежно укрепить их.

Вернуться к оглавлению

Дренаж

Когда на участке имеется верховодка, обычно планируются меры по отводу или осушению территории. В противном случае возможны подтапливания, заболачивание и другие неприятные и чреватые финансовыми расходами моменты. Чаще всего против верховодки используются дренажные системы. Сегодня для загородных участков довольно часто они используются. Есть несколько способов их обустройства:

1. Беструбный дренаж. Это траншея необходимой глубины, на дно которой укладывается специальный фильтрующий материал, например, камень, песок, щебень, хворост. Наполнитель укладывается слоями, чтобы предотвратить проникновение воды в траншею сверху, необходимо ее защитить, для этого устраивается специальный замок из глины чистой или смешанной с песком. Толщина такого глиняного замка составляет 50 см. Для предохранения загрязнений и забивки надо использовать фильтрующий слой из торфа, мха.
2. Трубные дренажи представляют собой систему из специальных полимерных перфорированных труб. Такие трубы могут быть самого различного типа, что сильно зависит от типа грунта, особенностей их укладки. Глубина заложения составляет 1,5-2 метра, что достаточно для обеспечения отличного отвода верховодки. Для такого типа дренажа очень важно сразу предусмотреть наличие дренажного специального колодца, который устанавливается в точках поворотов, наличие коллекторов. Все это необходимо для промывки системы, регулярного ее осмотра. Монтируются специальные смотровые колодцы, которые дают возможность проводить такой осмотр при необходимости.

Если необходимо защитить грунт от верховодки на большей глубине, например, на 4-5 м от поверхности почвы, то дренаж уже не применяется, рекомендуется использовать специальные иглофильтры. Это труба или связка труб, на конце которой находится фильтр специального типа. Для работы используется вакуумный коллектор и резиновый шланг, которые присоединяются к установленному насосу, стоящему на поверхности. Для расположения иглофильтра потребуется бурение скважины небольшого диаметра. Схема такого фильтра.