ЩО ТАКЕ ҐРУНТОВІ ВОДИ?

Що ми маємо на увазі під поняттям “грунтові води”? Це з основних типів постійних водоносних горизонтів, перелічених у класифікації «підземні води». Ґрунтові води розміщуються на першому від поверхні землі водоупорі, тому іноді їх також називають підґрунтовими. Завдяки близькості до поверхні, на яку протягом року випадають опади у вигляді дощу та снігу, ґрунтовий водоносний горизонт отримує постійне атмосферне підживлення, і тому має дуже велику площу поширення.

Розміщення та рівень ґрунтових вод

Ґрунтовий водоносний горизонт має незначну потужність та високу нерівномірність розподілу води. Відсутність суцільної покрівлі з водонепроникних порід призводить до великих сезонних коливань рівня та дебіту води. Над ґрунтовими водами розташовується так звана верховодка. Верховодка не має ознак водоносного горизонту, являє собою окремі скупчення води, які безпосередньо контактують з атмосферою.

У вологу пору року рівень ґрунтових вод підвищується за рахунок дощу, танення снігу, розливу річок та озер. Підґрунтовий водоносний горизонт гідравлічно пов’язаний з озером або річкою, що його живить. Тому зміна рівня води у природному водоймі відразу ж впливає рівень грунтових вод. Найбільш сильними живильними джерелами для грунтових вод є долини річок, райони передгір’я, скупчення неглибоко залягає водоносного тріщинуватий вапняку. У сухий час – спекотне літо чи морозна зима – рівень ґрунтових вод падає до повного пересихання. Це простим ефектом — у спеку обсяг випаровування перевищує обсяг опадів. Морозною зимою також повністю припиняється надходження рідкої води з атмосфери, ґрунт промерзає на глибину 1,8 м, стаючи водонепроникним.

В основному ґрунтові води ненапірні та рухаються під дією сил гравітації. Просочуючи крізь пухкі осадові породи більшість підґрунтової води йде глибше на нижчі горизонти — піщаний і артезіанський. Необхідно уточнити, що піщаний водоносний горизонт менш залежить від атмосферних змін, ніж ґрунтовий. Артезіанський водоносний горизонт взагалі не схильний до прямого впливу клімату і пори року, тому вода в свердловині на вапняк взимку і влітку має однаковий рівень і дебіт, що важливо для організації безперебійного водопостачання.

Глибина залягання ґрунтового водоносного горизонту багато в чому залежить від рельєфу та повторює його профіль. Якщо поверхня землі сильно розсічена долинами річок та ярами, то підґрунтові води залягають набагато глибше, ніж на рівнині. По крутих схилах підґрунтя води стікають у низини і в нижній точці можуть вийти на поверхню у вигляді джерел.

chto takoe gruntovie vodi rodnik.png
джерело нічим не захищене від забруднень

Велике скупчення рослинності, чагарника і дерев, розвинена коренева система — усе це затримує атмосферні опади, створюючи умови інтенсивнішого насичення підґрунтових вод.

У різних природних зонах ґрунтові води залягають на різній глибині. Якщо у Підмосков’ї це перші метри від поверхні, то в сухій місцевості південних регіонів з низьким рівнем опадів ґрунтові води можуть розміщуватися на глибинах 50-100 м. У зоні тундри рівень ґрунтових вод практично збігається з рівнем поверхні землі.

Характеристики ґрунтових вод

Будучи безнапірними, ґрунтові води присутні тільки в пухких, водопроникних ґрунтах. Якщо джерело виходить зі скелі, це означає, що в суцільному на вигляд камені є система тріщин або пір, якими рухається вода. Враховуючи варіанти розміщення та руху, ґрунтова вода поділяється на типи:

  • пластова
  • тріщинна
  • порова

Породи, де можуть розміщуватися підземні води, різняться на кшталт. Відповідно до кожного типу загальний обсяг підґрунтових вод у певній місцевості значно відрізняється:

  • водопроникні: пісок, галечник, гравій
  • водостійкі: граніт, глина
  • розчинні: гіпс, доломіт, крейда

chto takoe gruntovie vodi razmiv izvestniaka.png
розмив вапняку ґрунтовими водами

Зазначені геологічні шари можуть розташовуватися не тільки строго горизонтально, але також під кутом, перериватися, перетинатися між собою. Це також безпосередньо впливає на кількість і поведінку ґрунтових вод. Іноді ґрунтові води через складну геологічну будову місцевості залягають між двома водоупорами. У цьому випадку область живлення водонесучого горизонту, тобто територія, з якої атмосферна і поверхнева вода потрапляє в ґрунт, розташовуватиметься не безпосередньо над горизонтом, а осторонь там, де закінчується верхній водоупор.

chto takoe gruntovie vodi karst proval.png
карстовий провал

При русі ґрунтових вод у пухкій породі проявляється явище суффозію – вимивання частинок потоком води. В результаті в ґрунті можуть з’явитися порожнечі та за деяких умов навіть карстові печери. Можливе просідання ґрунту та утворення провалів. При хімічній суффозії підґрунтова вода розчиняє гідрокарбонати та солі. При не тільки здійснюється перенесення частинок ґрунту, але також підвищується мінералізація води.

Видобуток ґрунтової води

Дрібне залягання ґрунтової води в пухких ґрунтах дозволяє для її видобутку бурити неглибокі свердловини. Можна обійтися без виклику професійної бригади з потужною установкою на автомобільному шасі. Свердловина на перший водоносний обрій глибиною до 10 м може бути зроблена мотобуром або навіть вручну. Для спрощення та здешевлення робіт свердловина буриться діаметром лише кілька сантиметрів. Опустити свердловинний насос в таку вузьку трубу не можна, тому використовується поверхневий насос, від якого в свердловину подається шланг. Особливості гідравліки обмежують глибину використання простих поверхневих насосів 9 м-коду.

chto takoe gruntovie vodi motobur.png
буріння дрібної свердловини мотобуром

При більшій глибині необхідно використовувати поверхневий насос із зовнішнім ежектором. Існує варіант забивної свердловини, яка називається в народі абіссінська криниця. У ґрунт у прямому сенсі забивається, а не загвинчується, металева труба з гострим наконечником та отворами для надходження води. Для підйому води із забивної свердловини часто використовується найпростіший ручний насос-гойдалка. Говорити про якусь якість такого водопостачання не доводиться. Дрібні свердловини можна лише як тимчасовий варіант.

Чистота ґрунтових вод

Неглибоке залягання робить ґрунтові води абсолютно незахищеними від надходження забруднень із атмосфери та з поверхні землі. Перед вживанням такої води в побутових цілях її необхідно очистити та продезінфікувати, особливо якщо йдеться про приготування їжі. Робити хімічний та бактеріологічний аналіз будь-якої підземної води необхідно, але в даному випадку повна відкритість земної поверхні – місце збирання води для ґрунтового горизонту – за короткий час зробить його результати неактуальними. Картина забруднення ґрунтових вод змінюється дуже швидко. На це впливають промисловий викид в атмосферу, злив стоків із фермерського господарства, дощовий змив добрив із полів, вигрібні ями, неправильно зроблені септики та багато іншого. За лічені години характер забруднення води може змінитися настільки, що деякі фільтри стануть марними.

Тому для очищення ґрунтової води необхідно використовувати найбільш універсальні системи очищення – механічний грубий фільтр для затримки твердих частинок і волокон, універсальний фільтр балонного типу із засипкою, розрахованої на найбільш поширені забруднення, фільтр тонкого очищення. Так як дрібна свердловина може дати лише невеликий об’єм води з низьким напором, систему можна додати фільтр зворотного осмосу. Його спеціальна мембрана здатна відокремити від води практично всі найдрібніші забруднення, але наслідком такої високої ефективності стало повільне просочування води крізь мікронні отвори. Для повної впевненості рекомендуємо додати ультрафіолетовий знезаражувач.