Гидрогеологическая характеристика тульской области

Отложения, связанные с деятельностью подземных вод

Фильтрующиеся подземные воды приводят к изменению пород, слагающих водоносные горизонты. Палеоводоносные горизонты после отмирания представляют собой относительно маломощные пласты (метры – первые десятки метров), несущие отчётливые следы интенсивных преобразований под действием подземных вод. Наиболее характерны проявления палеоводоносных горизонтов в виде ожелезнёных, омарганцованных, окремнённых, сульфатных пород, осветлённых полос в красноцветных толщах, реже обогащённых баритом или целестином горизонтов, расположенных среди водоупорных толщ иного состава. Специфичные породы, свойственные палеоводоносным горизонтам – это кольматолиты (франц. colmatage, от итал. colmata наполнение, насыпь), образующиеся путём вмывания глинистых и коллоидных частиц в водопроницаемые породы (обычно кольматации подвергаются пески).


Большая группа отложений связана с отложением вещества, поступающего с инфильтрующимися (просачивающимися) в зоне поверхностного гипергенеза подземными водами. Продукты поверхностного замещения субстрата веществом, привнесённым извне, объединяют понятием иллювий. Сложенные иллювием геологические тела образуют инфильтрационные коры. Наиболее широко распространены карбонатные, кремнистые  и сульфатные (существенно гипосвые) коры. К группе инфильтрационных кор относятся также солонцы и солончаки.

Карбонатная кора (каличе, калькрет) предсталяет собой пласт карбонатных пород, образованных в ходе капиллярного поднятия и последующего испарения грунтовых вод. Такие образования характерны для аридных и субаридных районов, особенно для пустынных областей, подстилаемых карбонатными породами. Мощность таких образований обычно составляет десятки сантиметров – первые метры.

Кремнистая кора (силькрет) – пласт кремнистых (преимущественно халцедон-кварцевых) пород, образующихся в аридных условиях путём поступления к поверхности щелочных вод, богатых кремнезёмом. Мощностью силькрета достигает нескольких метров.

Сульфатная кора – пласт существенно глинистых обычно рыхлых пород, содержащих значительное количество комковатого гипса, а также известь и водорастворимые соли магния, натрия, калия. Образуется при испарении капиллярных вод, связанных с грунтовыми водами, насыщенными сульфатом кальция. Сульфатные коры мощностью до нескольких метров характерны для глинистых пустынь.

С выходами подземных вод на поверхность связно образование травертинов, обязанных своим происхождением осаждению карбоната кальция из воды углекислых источников. К выходам термальных вод с высокими концентрациями кремнезема приурочены гейзериты, состоящие из опала. Выносимые водами микроэлементы (бор, йод, мышьяк, литий, и др.) могут накапливаться в промышленных концентрациях, образуя месторождения.

Поверхностные водоносные горизонты

Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.

Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.

Популярные способы поиска воды на участке

Есть несколько методов, позволяющих найти подходящее место для устройства скважины или колодца. Чаще всего используют следующие:

Использование глиняной посуды

Еще в древности наши предки, чтобы понять, есть ли в том или ином месте вода, применяли такое нехитрое приспособление, как глиняный горшок. Дав ему достаточно хорошо просохнуть на солнце, его переворачивали и клали на землю на участке, где может располагаться водоносный слой. По прошествии некоторого времени необходимо было посмотреть на внутреннюю часть посуды: если там обнаружился конденсат, то это служило подсказкой о наличии в выбранном месте воды. В наши дни этот метод претерпел некоторые изменения.

  • Для этого нам потребуется несколько литров силикагеля, который прекрасно впитывает влагу. Это вещество необходимо поместить в духовку для просушивания, а затем напомнить им глиняный горшок.
  • Далее нужно определить вес емкости с гелем. Желательно использовать для этого аптекарские весы.
  • Берем ткань, заворачиваем в нее нашу посуду, после чего роем яму глубиной порядка 0,5 метра в месте, выбранном для будущей скважины, куда и помещаем горшок с силикагелем. Он должен находиться в земле течении суток, после чего его необходимо выкопать и провести повторное взвешивание.

По количеству впитавшейся воды можно определить, насколько далеко находится вода. Подобную операцию можно проделать сразу с несколькими горшками: подобным образом можно подобрать место, в котором имеется самый крупный запас воды. При отсутствии силикагеля можно использовать простой кирпич, все действия с ним полностью аналогичны.

Наблюдения — где растут растения?

Среди растений встречаются такие, которые могут дать подсказку о местонахождении подземного водоема.

Это, к примеру, может быть береза, растущая над водостоком. Она должна иметь небольшую высоту, а ее ствол должен быть извилистым и искривленным. Свисающие с дерева ветви должны формировать нечто похожее на «ведьмины метелки».

  • В поисках располагающейся на минимальном удалении от поверхности воды полезно ориентироваться на заросли мокрицы, представляющей собой травянистое растение средней высоты.
  • Понять, есть ли в выбранном месте водоток, можно по наличию гравилата речного.
  • Если на вашем пути встретится сосна, имеющая длинный стержневой корень, знайте, что в этом месте бурить скважину придется очень долго, поскольку водохранилище находится на значительной глубине.

Определение по перепаду высот

Прибегать к подобному способу имеет смысл лишь при условии, что поблизости располагается какой-либо водоем или колодец. Поиски воды осуществляются при помощи простого барометра-анероида, необходимого для замеров давления. Подобный метод основывается на том, что через каждые 13 метров перепада высот будет наблюдаться уменьшение давления на один миллиметр ртутного столба. Благодаря этому можно выяснить, насколько глубоко проходят подземные воды.

Практически все действия сводятся к выполнению замеров давления в месте, выбранном для устройства скважины, а также на берегу водоема. Если перепад давления составит порядка 0,5 миллиметров ртутного столба, то это будет подсказкой о том, что водоносный слой располагается на глубине порядка 6-7 метров и здесь можно строить колодец.

Народные способы определения водоносного горизонта

Произвести своими силами разведку в поиске водоносного горизонта для бурения неглубокой выработки или скважины-иглы можно, даже если на прилегающих участках нет никаких ориентиров.

Ориентация по природным признакам


Признаками наличия в почве водоносной жилы могут стать:

  • Наблюдение за поведением животных и насекомых. Столбы мошкары вьются в том месте, где есть источник воды, а рыжие муравьи, напротив, стараются поселиться от него подальше.
  • Большое распространение в округе влаголюбивых растений.

Индикаторами близкого расположения подземных вод из травянистых растений выступают крапива, хвощ, осока, щавель, камыш. Древовидные растения со стержневым корнем такие, как черемуха, ива, береза, черный тополь, сарсазан укажут, что вода залегает на глубине до 7 метров.

В жаркий полдень животные роют землю в поисках прохлады в тех местах, где подземные воды близко располагаются к поверхности

Для почвы, под толщей которой проходит источник, характерна повышенная влажность. Она непременно будет испаряться, образуя поутру облака тумана; нужно лишь понаблюдать за местностью.

Обратите внимание также на рельеф. Замечено, что водоносы залегают практически горизонтально

Поэтому в районе впадин вероятность залегания воды всегда выше.

С помощью биолокационных рамок

Не утрачивает популярности и старинный метод, основанный на биолокационном эффекте, при котором человек реагирует на наличие в земле воды и других тел, создающих в ее толще неоднородности различных конфигураций и размеров.

При поиске воды на участке биолокационным способом указателем выступает проволочная рамка либо же древесная ветка с развилкой, находящаяся в руках человека-оператора. Она способна определить наличие водоносного пласта, невзирая даже на отделяющий от воды слой грунта.

Биолокация – способность рамок приходить в движение под воздействием внешних факторов, например, вибрировать и приближаться друг к другу над местами, где бьют ключи

Биолокационные рамки можно выполнить из калиброванной алюминиевой, стальной или медной проволоки диаметром в 2-5 мм. Для этого концы отрезков проволоки длиной в 40-50 см загибают под прямым углом, придавая им Г-образную форму. Длина чувствительного плеча будет составлять 30-35 см, а рукоятки 10-15 см.

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

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

Для достижения цели нужно сознательно настроиться и четко формулировать перед собой задачу. После этого нужно лишь медленно передвигаться по участку и наблюдать за вращением рамок.

В том месте участка, где скрыты подземные воды, стержни рамки скрестятся между собой. Оператор должен отметить эту точку и продолжить исследования, но уже двигаясь в перпендикулярном направлении относительно изначальной линии движения. В точке пересечения найденных отметок и будет располагаться искомый источник.

Биолокационные рамки среагируют, соединившись между собой концами в том месте, где на участке проходят водоносные жилы

Считается, что лучшее время для поиска воды путем биолокации является лето или ранняя осень. Наиболее благоприятные периоды:

  • с 5 до 6 утра;
  • с 16 до 17 дня;
  • с 20 до 21 вечера;
  • с 24 до 1 часу ночи.

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

По этой же причине перед работой с рамками лучше воздержаться от употребления алкогольных напитков. Перед тем, как приступать к поиску, нужно научиться работать с биолокатором и «слышать» его. Благодаря этому в процессе поиска воды для скважины оператора не будет отвлекать даже наличие на участке закрытых водопроводов.

Но стоит отметить, что народные способы не могут дать 100% гарантию получения ожидаемого результата. Ведь даже при удачном исходе всегда есть риск получения скважины с малой производительностью.

Проницаемость

Крупнозернистые отложения как песок и гравий обладают более высокой пористостью, чем мелкозернистые отложения как глина и ил, и лучшей соединённостью пор. Крупнозернистые материалы более проницаемы в виду того, что они обладают большими связанными пространствами или трещинами, позволяющими воде протекать.


В некоторых случаях поровые пространства могут быть заполнены мелкозернистыми отложениями, что уменьшает пористость и затрудняет движение воды, характеризуя аквифер слабопроницаемым

Очень важно уметь определять такие характеристики аквифера, как проницаемость для прогнозирования поведения подземных вод в аквифере.

Рамочный метод и другие

Рассчитать стоимость скважины для участка, таким образом, можно, используя барометр, воспользовавшись картой глубины залегания водоносных слоев в Ленинградской области, Подмосковье или любом другом регионе, либо просто по рекомендациям специалистов. Также определить место расположения жилы под землей, можно и рамочным методом либо посредством глиняного горшка.

В первом случае, чтобы найти воду на участке, нужно отрезать два куска алюминиевой проволоки и согнуть их под углом в 90 градусов. Полученные таким образом рамки следует вставить, к примеру, в колпачок от ручки. С получившимся биоинструментом далее нужно пройтись, не торопясь, по участку. Считается, что в том месте, где залегают подземные воды, ветки «прибора» разойдутся в разные стороны.

Как узнать глубину залегания воды для скважины с помощью горшка? Посредством такого «приспособления» жилы на участке ищут следующим образом:

  • емкость тщательно просушивают на солнце;
  • устанавливают горшок горлом вниз в месте предполагаемого нахождения воды;
  • через некоторое время проверяют внутренность горшка.

Если емкость будет расположена над местом прохождения водяной жилы, внутри нее через некоторое время образуется много конденсата. Чтобы найти воду быстрее, по участку можно расставить несколько глиняных горшков. При необходимости такую посуду допускается заменять и просто на обычные стеклянные банки.

Какая глубина у артезианской скважины

Глубина артезианских скважин может быть самой различной, и зависит, прежде всего, от характера и геологического строения горных пород, составляющих подземные пласты. Главное условие здесь – наличие верхней водоупорной прослойки, полностью изолирующей глубинные водоносные слои от проникновения верхних грунтовых вод. Они, как правило, загрязнены различными механическими взвесями, а также химическими элементами, попадающими в почву в виде канализационных стоков, с осадками и атмосферными выбросами.

Благодаря такой защищённости, артезианские воды особо ценятся за свою чистоту от механических и химических загрязнений. На какой глубине могут залегать эти водонепроницаемые пласты?Обычно эти значения составляют порядка 200-300 метров, но могут значительно варьироваться в зависимости от геологических особенностей конкретного района. Например, в Подмосковном регионе, согласно данным геологических изысканий, артезианский водоносный пласт может находиться на глубинах от 40 до 200 метров.В отдельных случаях артезианский бассейн залегает на расстоянии более 1000 метров под поверхностью земли.

Основные преимущества и недостатки

Использование артезианских источников имеет целый ряд преимуществ перед применением поверхностных грунтовых вод:

  • Чистота водоносного источника. Не загрязнённость его различными механическими и химическими примесями, в избытке содержащимися в верхних слоях почвы.
  • Большой дебит водозаборной скважины. Это достигается благодаря значительному количеству подземных вод, содержащихся между двумя водонепроницаемыми горизонтами. Также немаловажную роль играет и значительное давление, под которым находится водоносный слой. В большинстве случаев, при бурении скважины, происходит самоизлияние воды на поверхность.
  • Длительность эксплуатации. Благодаря большому объёму подземных источников, даже при высоких показателях расхода, они очень долго не истощаются. А при регулярном использовании, без допущения застаивания скважины, она может прослужить до 50 и более лет.

Минусов у подобного источника водоснабжения всего два:

Большие глубины залегания, что повышает стоимость бурения.

Необходимость официальной регистрации источника водоснабжения с вытекающими отсюда необходимостью получать разрешение на бурение, и уплачивать налоги за пользование государственными недрами.

Как узнать глубину залегания артезианских вод

Благодаря вышеперечисленным преимуществам, многие владельцы загородных домов или дачных участков желали бы обустроить на своей приусадебной территории артезианский источник. В связи с этим, возникает вопрос: на какой глубине залегает водоносный слой? Вопрос этот далеко не праздный, если учесть два фактора:

  • Стоимость бурения за каждый пройденный метр. Обустроить же такую скважину своими силами, без привлечения специальной бурильной техники, не представляется возможным.
  • Большой разброс возможных показателей залегания водоносных пластов, достигающий подчас сотен метров. Как уже упоминалось, в Подмосковье минимальный уровень нахождения артезианского бассейна может составлять 40 метров, а максимальный – превышать 200 метров.

Попытаться узнать более или менее точную величину залегания глубинных вод в районе нахождения земельного участка, можно несколькими способами:

  • Обратиться к соседям по дачному или коттеджному посёлку. Вполне вероятно, что кто-то из них уже пробурил глубинную скважину, и сможет вас сориентировать относительно залегания водоносного горизонта.
  • Навести справки у специалистов компаний, занимающихся бурением скважин в данном районе. В таких организациях обычно имеются карты-схемы, на которых обозначена глубина водоносных пластов в местах их обычной работы.
  • Попытаться найти карту залегания глубинных вод в вашем районе самостоятельно. Сделать это можно через интернет, либо изучив специальную геологическую литературу.
  • Обратиться в территориальное управление геологической разведки, с просьбой предоставить необходимые вам сведения.

Установив сколько метров составляет глубина водного горизонта, можно рассчитать и сметную стоимость буровых работ.

Стоимость глубокой скважины

В пользу бурения приводится факт, что скважина от 30 метров по стоимости идентична колодцу такой глубины. Факт находит подтверждение, если строительство прошло без форс-мажорных обстоятельств. Средняя стоимость прохода одного метра по районам Подмосковья стартует от 1600 рублей. Это с использованием тонкостенных труб начального диаметра. Дешевле найти можно, но стоит ли доверять сознательному демпингу.

В зависимости от района стоимость может колебаться в пределах 50-200 рублей. Расхождение значит, что компания уже работала на местности, и бригада выявила, что прохождение утруднено структурой грунта или еще какими-то нюансами. Утолщенные трубы, больший диаметр и использование двухслойной трубы металл+пластик плавно повышает стоимость обустройства скважины.

Если на территории населенного пункта расположены скважины от 100 метров, то получается, что минимальная смета составит около 200 000 рублей с использованием самых простых труб и без выезда в соседние области. Шестизначные цифры выглядят пугающе, поэтому для обеспечения инфраструктуры участка на первых порах можно озаботиться простым колодцем. В его и тот факт, что в глубоких скважинах вода чистая от органики, но зашкаливает от железа, магния и марганца.

Система водоподготовки увеличит стоимость обустройства скважины на 60-100 000 рублей. С целью экономии соседние участки могут оплачивать одну скважину, от которой протягивается водопровод на несколько домовладений

Визуальные методы поиска подземных вод

Все методы, которыми пользуются специалисты для определения глубины залегания водоносного слоя основаны на накопленном опыте и многовековых наблюдениях, а также на свойствах, которыми обладают подземные воды и на их влиянии на окружающую среду.


Лучший вариант, когда нижеописанные методы используются комплексно, т.к. несмотря на высокую достоверность, ни один из способов не даёт 100%-ой гарантии.

Растительность на участке

Определить уровень залегания верховодки на вашем участке поможет изучение растительности естественного происхождения

Обратите внимание на те растения, которые даже в самый засушливый период остаются зелёными и сочными

Примерное значение глубины залегания подземных вод по виду растения:

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

На неглубокое залегание водоносного слоя указывают такие деревья, как: кедр, ива, ольха, берёза. А вот наличие на участке сосны напротив, говорит о том, что подземные воды залегают достаточно глубоко. Если скважина бурится для хозяйственных целей, то участок с подобной растительностью вполне подойдет.

Рельеф местности в районе участка

В большинстве случаев водоносный пласт повторяет наземный рельеф местности. Именно поэтому место для бурения лучше всего выбирать зону понижения, потому что там вода будет ближе всего к поверхности. Также о наличии водоносного пласта говорят продольные перепады на участке, но заметить их неопытным взглядом довольно трудно.

Бурение в низине предпочтительней, так как уменьшается глубина бурения, а значит и финансовые затраты на обустройство водоносной скважины

Несмотря на то, что низины для бурения предпочтительны, бурить скважину в заболоченных местах нельзя, ввиду того, что в случае разгерметизации ствола выработки вода очень низкого качества будет поступать внутрь скважины с поверхности, при этом постоянно затапливая приямок.

Также выбор места расположения скважины на воду зависит от характеристик грунта: желательно бурить в том месте, где грунты лучше всего поддаются разработке. В этом случае пески, суглинки и супеси значительно предпочтительней, чем скальные породы.

Влияние ближайших водоёмов

Если в радиусе 300-500 м от вашего участка находится естественный водоём (озеро или река), то с большой долей вероятности водоносный слой будет располагаться в любой точке участка. В этом случае действует правило: чем ближе к естественному водоёму, тем выше и обильнее будет водоносный слой.

Рассматривая удалённость участка от естественного водоёма, не забудьте учесть такой фактор, как слив в него канализационных или промышленных отходов. В этом случае наличие рядом озера или реки будет скорее отрицательным явлением, чем положительным.

Особенно это касается песчаных грунтов, которые имеют высокие фильтрационные показатели, и если механические загрязнения на пути к вашему участку, скорее всего отфильтруются. А вот вредные химические соединения наверняка попадут в грунтовые воды, а оттуда в створ скважины.

Глинистые породы обладают низкими фильтрационными характеристиками, поэтому расстояние между источником загрязнения и водозаборной выработкой может быть несколько сокращено. Устройство скважины на прослойке песка, залегающего между глинистыми грунтами, возможно.

При наличии негативного влияния на близлежащий естественный источник воды устройство неглубокой скважины нецелесообразно, в этом случае необходимо бурение до артезианских вод

Народные приметы и наблюдения

Существуют народные приметы, которыми пользовались наши предки во время поиска подземных вод. К таким приметам относится обилие утренней росы на определённой территории, а также скопление вечерней туманной дымки. Такие явления с большой долей вероятности говорят о том, что грунтовые воды расположены близко к поверхности земли.

Небольшая глубина залегания воды привлекает насекомых, они роятся над таким местом во время и после заката. А вот грызуны и муравьи держаться от таких мест подальше, предпочитая более сухие почвы.

Конечно, полностью полагаться на народные приметы не стоит, но учитывать их в совокупности с другими признаками будет не лишним. Пользуясь народными подсказками, можно определить место для устройства абиссинского колодца.

Заключение

Приняв решение о создании на участке скважины или колодца, вы поступите правильно, поскольку сможете решить проблему водоснабжения для своего загородного участка. На сегодняшний день известно множество способов, позволяющих определить местоположение воды под землей. Хотя эти методы позволяют с довольно высокой точностью найти наиболее подходящие места для устройства скважины, все же ограничиваться только ими не следует.

Если вы хотите выяснить, в каком именно месте находится водоносный слой, обладающий значительным запасом влаги, а также узнать, на какой глубине залегает вода, то вам следует воспользоваться услугами специалистов.

Так вы сэкономите не только деньги, но и время. Процесс сооружения скважины является не только достаточно затратным, но и весьма продолжительным, о чем не всегда помнят многие владельцы загородных участков. Поэтому, если вы хотите, чтобы скважина в течение длительного времени обеспечивала вас водой в достаточных количествах, поручите работу по выбору места для нее профессионалам.


С этим читают