Что такое верховодка: определение

Как происходит добыча воды из-под земли? В мире есть несколько определений подземных вод, и одно из них – это верховодка. Ее водный покров находится ближе всего к земной поверхности среди остальных. Их образование происходит с помощью просачивания воды с поверхностей, а также воды из атмосферы. Вода задерживается на таком расстоянии из-за негерметичности линз и пластов. Образование верховодки может происходить также из-за скопления конденсата у горных пород.

Характер образования в основном сезонный, то есть когда сухо, верховодка пропадает, а в дождливую погоду либо при таянии снегов возникает в полном объеме. Кстати, верховодка – это еще и вода, образующаяся в местах, где прогрессируют болота, из-за избытка болотной жизнедеятельности. Самое большое распространение верховодка имеет в лессовых породах.

История гидрогеологии

Накопление знаний о подземных водах, начавшееся с древнейших времен, ускорилось с появлением городов и поливного земледелия. В частности, свою лепту внесло сооружение копаных колодцев, строившихся в 2-3 тыс. до н. э. в Египте, Средней Азии, Китае и Индии и достигавших глубин в несколько десятков метров. Примерно в этот же период появилось лечение минеральными водами.

Первые представления о свойствах и происхождении природных вод, условиях их накопления и круговороте воды на Земле были описаны в работах древнегреческих ученых Фалеса и Аристотеля, а также древнеримских Тита Лукреция Кара и Витрувия. Изучению подземных вод способствовало расширение работ, связанных с водоснабжением в Египте, Израиле, Греции и Римской империи.

В России первые научные представления о подземных водах как о природных растворах, их образовании путем инфильтрации атмосферных осадков и геологической деятельности подземных вод были высказаны М. В. Ломоносовым в сочинении «О слоях земных» (1763 г.). До середины 19 века учение о подземных водах развивалось как составная часть геологии, после чего обособилось в отдельную дисциплину.

Откуда еще может появиться верховодка

В современном мире верховодка – это результат прорыва канализации либо утечки воды из водопроводных труб и других объектов, связанных с водой (тот же бассейн). Таким образом это место может стать частично заболоченным, либо у стоящего здания будет затоплен подвал, фундамент. Чаще всего верховодка – это пресные воды, минералы практически отсутствуют, но если вода грязная, то содержание, например, железа будет завышенным. В последних случаях использовать такую воду для питья категорически запрещено.

Для предотвращения образования верховодки часто могут делать облагораживание местности с помощью высадки растений, которые задерживали бы таяние снегов, либо создавать специальные перемычки, стойкие к водному напору. Распространена и постройка специальных отводов в пруды, колодцы, реки. Если район с преобладающими пустынными участками необходимо заполнить водой либо создать специальную линзу из верховодки, то обычно создаются канавы либо небольшие ямы, в которые отводится атмосферная вода. Так образуется неплохой источник запаса с пресной водой.

Распределение подземных вод в земной коре

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 выделяют три зоны — верхнюю зону свободного водообмена, среднюю зону водообмена и нижнюю зону замедленного водообмена.

Предлагаем ознакомиться  Как слить воду со стиральной машины, если она сломалась

Воды верхней зоны обычно пресные и служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. В средней зоне располагаются минеральные воды различного состава. В нижней зоне находятся высокоминерализованные рассолы. Из них добывают бром, йод и другие вещества.

Поверхность грунтовых вод называется «зеркалом грунтовых вод». Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупорного слоя называют «мощностью водоупорного слоя».

Как влияют подпочвенные воды на ведение загородного хозяйства

Как уже было упомянуто, появление верховодки сезонно. В наши дни много людей перебираются жить за пределы городской суеты, ближе к природе, где их и будет поджидать проблема подземных вод. В чем она заключается: конструкция фундамента может поплыть, если, например, строительство дома будет в местности расположения верховодки.

Полезные советы для тех, кто обнаружил у себя на участке верховодку и не знает, что с ней делать:

  • В первую очередь необходимо определить тот максимум, которого достигают воды верховодки в разные сезоны. Как это сделать? Нужно исследовать уровень воды в близлежащем колодце или, например, скважине.
  • Самый простой способ выяснить, где образуется верховодка, – это в летнее время понаблюдать, в каких местах вашей территории собирается наибольшее количество мошек, особенно в отсутствие ветра. По утрам в этих же местах может образовываться туман, так как стоит не забывать, что верховодка – это вода под землей, но у самой ее поверхности.
  • Если ваш участок оброс влаголюбивым растением (папоротником, камышом), то можете быть уверенным на сто процентов, все это из-за наличия верховодки в этих местах.
    верховодка грунтовые воды

Формирование подземных вод

Подземные воды образуются различными способами. Один из основных способов образования подземной воды — просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод. Просачивающаяся вода доходит до водоупорного слоя и накапливается на нем, насыщая породы пористого и пористо-трещинноватого характера.

Два основных способа образования подземных вод — путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах — главные пути накопления подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные воды называются вадозными водами (лат. vadare — идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.

Инфильтрация

Верховодка это грунтовые воды

Подземные воды формируются из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся в грунт на некоторую глубину, а также из вод болот, рек, озёр и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, попадающей таким образом в почву, составляет 15-20 % от общего количества выпавших атмосферных осадков.

Проникновение вод в грунты 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 и трещиноватые породы.

Предлагаем ознакомиться  Что такое обратный осмос воды

Количество воды, просочившийся в грунт, зависит не только от его физических свойств, но и от количества атмосферных осадков, наклона местности и растительного покрова. При этом длительный моросящий дождь создаёт лучшие условия для просачивания, нежели обильный ливень.

Крутые склоны местности увеличивают поверхностный сток и уменьшают просачивание атмосферных осадков в грунт, а пологие, наоборот, увеличивают просачивание. Растительный покров увеличивает испарение выпавшей влаги, но, в то же время задерживает поверхностный сток, что способствует просачиванию влаги в грунт.

Для многих территорий земного шара инфильтрация является основным способом образования подземных вод.

Подземные воды также могут образовываться за счёт искусственных гидротехнических сооружений, например таких, как оросительные каналы.

Верховодка это грунтовые воды

Второй путь образования подземных вод — это конденсация водяных паров в горных породах.

Ювенильные воды

Ювенильные воды — ещё один способ образования подземных вод. Такие воды выделяются при дифференциации магматического очага и являются «первичными». В природных условиях чистых ювенильных вод не существует: подземные воды, возникшие разными способами, смешиваются друг с другом.

Процесс бурения

Одним из эффективных способов по поиску воды, расположенной рядом с поверхностью земляного участка, является бурение. Оно носит разведывательный характер, а значит, важен сам момент произведения данной операции. То есть такое мероприятие стоит совершать в периоды наибольшего скопления воды в подпочве.

Допустим, после проведенного бурения выясняется, что верховодка не увеличивается в высоте более чем на два с половиной метра от поверхностного слоя, то можно заниматься проектированием фундамента ленточного со средним заглублением. Важно учитывать и количество планируемых этажей.

В случае большего затопления почвы водами (они могут являться уже грунтовыми) и увеличения глубины верховодки, фундамент должен состоять из опоры-монолита, похожей на перевернутую чашу.

Классификация подземных вод

Выделяется три типа подземных вод: верховодка, грунтовые и напорные (артезианские). В зависимости от степени минерализации выделяют пресные подземные воды, соленые, солоноватые и рассолы, по температуре они делятся на переохлажденные, холодные и термальные, а в зависимости от качества подземной воды ее подразделяют на техническую и питьевую.

Верховодка

alt

Верховодка и грунтовые воды

Верховодка — подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту и занимает ограниченные территории. 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.

Грунтовые воды

Верховодка это грунтовые воды

Грунтовыми водами называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Они характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твердых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям, на него влияют количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова и хозяйственная деятельность человека. Грунтовые воды являются одним из источников водоснабжения, выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Артезианские воды

Напорные (артезианские) воды — 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. Характеризуются постоянством дебита. Область питания у артезианских вод, размеры бассейнов которых достигают иногда тысячи километров, лежит обычно выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли.

Предлагаем ознакомиться  Полки из гипсокартона в ванной комнате своими руками, схемы, фото, видео инструкция

Как выбрать место для водозабора

Очень интересен момент создания скважины. Верховодка – самый близкий вариант для разработки местного или личного водопровода. В первую очередь искателю подобного источника необходимо быть уверенным в пригодной воде для применения в бытовой деятельности. Что нужно проверить, прежде чем заниматься установкой своего водоснабдительного канала:

  • Верховодка должна быть на значительном отдалении от мест, куда уходят отходы туалета, банных помещений или разных амбаров с опасными химикатами (особенно с нефтепродуктами). По замерам нужно определить пятьдесят метров от подобных сооружений.
  • Значительное удаление от мест, где занимаются сельскохозяйственной деятельностью (молочные фермы, склад, где хранятся вещества для удобрения и так далее).
    подземные воды верховодка

Плюс, для установки деталей подачи воды в дом из скважины верховодки, надо помнить о защите с помощью фильтров.

Опасность для человека

Опасность подземных вод верховодки представляет как раз для строительства. Поэтому для всех фундаментов в такой местности необходимо делать дополнительную гидроизоляцию. Наверное, многие слышали о разрушении фундаментов до такой степени, что трещины, имеющие начало с самых низов, буквально делили дом на несколько частей.

Также верховодка снижает устойчивость самого грунта, в определенный момент дом просто может начать уходить под землю. Сырость в подвальных помещениях постепенно по стенам перейдет в верхние отсеки сооружения, а это достаточно неполезный фактор для здоровья, так как образование плесени уже будет не остановить.

Что такое грунтовые воды

Название вод, уходящих вглубь от верховодки, – грунтовые воды. Чаще всего они являются цельной водной прослойкой и сверху никаких водонепроницаемых пластов не имеют. Уровень грунтовых вод определяется с помощью бурения и установки скважины на той глубине, где были обнаружены первые проявления. Грунтовые воды имеют большое отличие от артезианских тем, что более восприимчивы к изменениям в атмосфере.

Большое сосредоточение грунтовых вод находится в намытых наслоениях долин, расположенных в пределах ближайших рек. Низины и овраги выплескивают грунтовые воды, создавая природные родниковые образования, которые являются источником питания для озер и прудов.

Как можно понизить уровень воды верховодки

Если произошла ситуация, требующая срочного понижения вод верховодки, то можно воспользоваться двумя действенными способами: прорытие каналов, то есть создание поверхностного водоотвода из места наводнения, и создание дренажной системы.

Какой дренаж можно использовать:

  • Без использования труб – вырытые канавы необходимо засыпать песком или гравием, используется даже хворост. Сверху канаву покрывают глиняным пластом, который трамбуют так, чтобы он не пропускал большого количества воды.
    глубина верховодки
  • С использованием труб. То есть канавы заполняются специальными полимерными трубами, на глубине примерно в полтора метра. Там, где каналы пересекаются, строят колодцы.
  • Использование иглофильтров – тот случай, когда на трубах имеются специальные иглофильтры. Трубы в этих случаях подключены к насосу, который с помощью вакуумной откачки достает воду из грунта и выводит ее в сливную систему.