Нина Лапшина - Колодцы. Устройство и обслуживание

О круговороте воды в природе мы знаем еще из школьного курса природоведения, когда учитель рассказывал, что вода испаряется с поверхности открытых водоемов (океанов, морей, озер, ручейков) и с поверхности почвы, потом выпадает в виде осадков (дождя, снега, тумана, росы, инея, града) и весь процесс начинается снова. Испарение происходит тем интенсивнее, чем выше температура воздуха. Во время этого процесса образуются микроскопические капельки жидкости, которые при прохождении сквозь воздушные слои могут загрязняться различными веществами, в том числе токсическими, а также вредными микроорганизмами. Поэтому говорить о стерильности атмосферной воды по крайней мере, легкомысленно, особенно с учетом современного состояния экологии. Однако минеральных солей она не содержит вовсе или имеет в своем составе незначительное их количество, что делает эту воду мягкой.

При попадании атмосферной воды на поверхность земли она просачивается через водопроницаемые грунты (к ним относятся гравий, песок, трещиноватые скальные породы и др.), причем глубина такого проникновения определяется глубиной залегания водоупорных (водонепроницаемых) слоев, которые образуют значительный по толщине слой плотных жирных глинистых отложений (такими же являются и монолитные породы, например базальт, песчаник, которые очень медленно пропускают воду). Они могут иметь уклон, поэтому грунтовые воды стекают в пониженные места – так возникают ручьи, реки, озера и др. От формы водоупорного горизонта зависит объем накопленной воды, которая образует водоносный горизонт (так называются водопроницаемые слои горных пород, которые насыщены водой), могущий содержать частицы глины, песка и т. п.

Строение грунта в том или ином месте определяет количество водоносных горизонтов. Водопроницаемые и водоупорные породы могут чередоваться, в результате чего возникают условия для аккумуляции свободных вод в толще водопроницаемых пород, лежащих на водонепроницаемых пластах. Поэтому на разных глубинах от поверхности формируются водоносные горизонты, причем совершенно необязательно, чтобы вода пронизывала всю толщу водоносного слоя, она может заполнять его до определенной поверхности. При этом, если в пробуренной скважине или отрытом колодце вода остается на том же уровне, что и в породе, то такая поверхность и соответственно водоносный горизонт именуются безнапорными, а уровень воды – геометрическим. Если поверх водоносного пласта лежит слой из водонепроницаемой породы, то в скважине вода может подниматься выше нижней поверхности водоупора (такой уровень воды называется пьезометрическим, или гидростатическим). И тогда вода в водоносном горизонте оказывается под воздействием гидростатического напора. В таком случае водоносный горизонт носит название напорного (рис. 1).

Рисунок 1. Водоносный горизонт в зависимости от наличия или отсутствия гидростатического напора: а) безнапорный: 1 – геометрический уровень воды; 2 – водоупорная кровля; 3 – водоносный слой; 4 – водоупор; б) напорный: 1 – гидростатический уровень воды; 2 – слабопроницаемый пласт; 3 – водоупор; 4 – водоносный слой; H – напор воды; m – мощность водоносного пласта

В соответствии с тем, на какой глубине находится вода, она классифицируется на следующие виды (внутри темы нашей книги вполне достаточно такого упрощенного понимания):

• почвенные (верховодка);

• грунтовые;

• межпластовые.

Залегание подземных вод схематично показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Залегание подземных вод: 1) почвенные; 2) межпластовые безнапорные; 3) грунтовые; 4) межпластовые напорные; 5) водоем

Почвенные воды образуются за счет атмосферных осадков, весеннего паводка, т. е. они практически всегда носят временный характер, и залегают на глубине, не превышающей 4 м. Состав атмосферной воды при просачивании сквозь почву заметно изменяется, что обусловлено составом тех грунтов, через которые она проходит. Так, вместе с грунтом вода «обогащается» аммиаком, минеральными солями (калия, натрия и др.).

Кроме того, минуя те или иные виды пород, вода приобретает типичные для них свойства, например насыщается ионами магния; хлористыми и сернокислыми соединениями при прохождении доломитов в первом случае, гипсов и каменной соли во втором и т. д. Помимо этого, в воду из почвы попадает углекислый газ, благодаря которому вода оказывается способной растворять минеральные соли. Верховодка для питья непригодна, а вследствие ее сезонности на нее не приходится рассчитывать и для решения чисто технических проблем, например для полива.