Что такое водоносный горизонт являющийся источником централизованного водоснабжения

Водоснабжение, канализация и отопление загородного дома

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

Еще не так давно люди стремились уехать из деревень в города. Их привлекали городские удобства (сравним хотя бы деревенские «удобства» на улице и уютный санузел городской квартиры), возможность работы не в поле и более высокие доходы. В настоящее время ситуация меняется. Наличие дорог и повальная автомобилизация населения, общественный транспорт, а также появление таких систем коммуникации, как Интернет, привели к тому, что люди устремились из городов в деревни. При этом они продолжают сохранять работу в городе, но вот жить предпочитают за его пределами. Особенно это относится к жителям мегаполисов – им в первую очередь надоело дышать смесью из выхлопных газов и заводских отходов. На постсоветском пространстве наблюдается настоящий бум загородного строительства.

Но дом – это не только стены, увенчанные крышей, как бы эти стены ни были надежны и красивы. Дом – целый комплекс, сочетающий в себе защитные и обслуживающие функции. А стены – это всего лишь защита. Требуются еще и инженерные коммуникации, в противном случае жить в доме будет просто невозможно.

Наличие водоснабжения, канализации и отопления – необходимость каждого жилого дома. Загородный дом нуждается в еще большем количестве воды, чем городской: вода требуется не только для бытовых нужд, но и для ухода за участком. То же и с отоплением: если загородный дом не отапливается в холодное время года, он разрушается быстрее, чем отапливаемые дома. При этом забота о создании систем водоснабжения, канализации и отопления полностью ложится на владельца дома. Если вы сами не позаботитесь о том, чтобы обеспечить вашу собственность водой и теплом, то никто другой за вас этого не сделает.

Инженерные системы могут быть столь же простыми, как у наших предков (колодец, выгребная яма и печь), или более сложными, обеспечивающими «городские» удобства проживания. Каждый делает свой выбор – то ли ограничиться туалетом типа «будка во дворе», то ли соорудить нечто монументальное, в мраморных плитах, подобно древнеримским термам. В принципе, можно сделать и то и другое. И даже вполне самостоятельно. Вопрос лишь в сумме, которую вы согласны потратить, а также в ваших желаниях.

Данная книга – это рекомендации для тех, кто хочет обеспечить свой загородный дом удобствами. Вам предлагаются различные варианты водоснабжения, канализации и отопления, и вы сможете выбрать из них наиболее подходящий и соответствующий моменту (ведь изменяются цены на комплектующие изделия, энергоносители, появляются новые технологии и т. д.). Вы узнаете, с какими проблемами придется столкнуться, обеспечивая свой дом инженерными коммуникациями, и как эти проблемы решать. Вы узнаете, что нужно делать, чтобы минимизировать круг проблем и не повстречаться с непреодолимыми препятствиями. Ну а если уж не повезло и на вашем пути к комфорту встретилось нечто на первый взгляд непреодолимое, мы покажем вам, как сделать невозможное и разрешить подобную проблему. Потому что для тех, кто действительно хочет что-то сделать, нет невозможного и нерешаемого.

Водоснабжение загородного дома

Вода – основа жизни на земле. Недаром с древних времен люди селились поблизости от нее. Нет воды – и невозможно постоянное поселение. В современных городах мы привыкли, что вода есть везде – достаточно только повернуть ручку крана. Однако в этом кране вода берется отнюдь не из воздуха. Просто кто-то уже озаботился тем, чтобы в городской квартире имелись соответствующие инженерные коммуникации. Вам же придется начинать с нуля.

Самое сложное в организации водоснабжения загородного дома – организация внешнего водоснабжения (то есть той части, которая располагается до входа в дом). Внутреннее водоснабжение – дело обыденное и для загородного дома практически не отличается от того, что имеется в городских квартирах (те же трубы, точки водоразбора и т. д.). Но откуда взять ту воду, которая должна политься из крана на кухне или в ванной? Как ее подвести к этому крану? Вот вопросы, с которыми сталкивается каждый владелец загородной недвижимости.

Итак, вы приобрели участок под застройку и планируете возвести на нем дом. Сразу задумайтесь о водоснабжении: желательно это сделать еще до того, как участок будет куплен, иначе вас могут ожидать неприятные сюрпризы. Основной вопрос, который требуется решить до того, как вы вложите деньги в участок, – откуда брать воду.

Самый простой вариант, не требующий создания специальной системы инженерных коммуникаций, – это привоз воды в загородный дом. В продаже имеется питьевая вода в различной расфасовке, начиная от пол-литровых бутылок и заканчивая 20-литровыми «канистрами». Однако подобная система водоснабжения подходит только в том случае, если вы приезжаете в свой загородный дом нерегулярно, да и то исключительно на пикник. Если же вы собираетесь жить в этом доме, пусть даже сезонно (например, только в теплое время года), или хотите обустроить на участке сад, огород, теплицы и парники, то ваша собственность уже нуждается в системе водоснабжения и канализации.

Откуда же брать воду? Существует несколько вариантов (кроме привозной воды):

✓ централизованная система водоснабжения поселка;

✓ централизованная система водоснабжения в виде общественной колонки или колодца;

✓ индивидуальная система водоснабжения.

Оптимальный вариант – первый. Если имеется централизованная система водоснабжения и возможность к ней подключиться, то ваши проблемы с устройством инженерных коммуникаций водоснабжения и канализации минимальны. Очень удобно и то, что при наличии централизованной системы водоснабжения поставщик воды гарантирует соответствие ее качества требованиям ГОСТ 2874-82.

К сожалению, реалии таковы, что даже наличие централизованной системы водоснабжения в поселке и возможности подключения к ней не гарантирует бесперебойного снабжения дома водой в необходимом количестве. Поэтому требуется выяснить: случаются ли перебои с водоснабжением или значительное падение напора воды (особенно в весенне-летний период, когда много воды расходуется на полив участков), насколько старая система и часто ли она ремонтируется. Для того чтобы ответить на эти вопросы, достаточно опросить жителей соседних участков – они с удовольствием поделятся имеющейся информацией, и вы получите полное представление о состоянии централизованной системы водоснабжения поселка.

Если речь идет о современном коттеджном поселке, то в этом случае, скорее всего, вопросов не возникнет – в таких поселках чаще для создания централизованной системы водоснабжения используется коллективная артезианская скважина, качество воды высокое, а инженерные коммуникации достаточно современные и новые, причем рассчитаны на максимум водопотребления для каждого дома (то есть учитывают не только установку ванны, душевой кабины и посудомоечной машины, но и устройство бассейна, бани, сауны и т. д.). А вот если речь идет о приобретении участка под застройку в деревне, в достаточно старом коттеджном или дачном «городке», то дело обстоит хуже: инженерные коммуникации обычно старые, нуждаются в постоянном ремонте, при высоких нагрузках часто выходят из строя (а высокие нагрузки – это весенне-летний период, требующий поливов), к тому же рассчитаны на относительно небольшое водопотребление, не учитывающее современной бытовой техники, желания устройства собственной сауны, бассейна и даже установки многофункциональной современной душевой кабины.

Водоносный горизонт

Водоносный горизонт или аквифер (англ. aquifer ) — осадочная горная порода, представленная одним или несколькими переслаивающимися подземными слоями горных пород с различной степенью водопроницаемости. Из подземной прослойки водонапорной проницаемой горной породы или неконсолидированных материалов (гравий, песок, ил, глина) могут быть извлечены подземные воды с помощью скважины.

Слои частично состоят из рыхлых материалов: гравия, доломита, ила, известняка, мергеля или песка. Трещины или пустоты между слоями заполнены подземными водами. Горизонт ограничен либо двумя водоупорными пластами (обычно глиной), либо водоупорным пластом и зоной аэрации.

Содержание

Основные характеристики

• Статический уровень или пьезометрический уровень в скважине, пробуренной на определенный водоносный горизонт. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Динамический уровень, появляющийся в том случае, когда из скважины проводится водоотбор, например, погружным насосом. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Забор воды из водоносного горизонта или дебит скважины измеряется в л/с, куб.м/час, куб.м/сут, тыс.куб.м/год.
• Коэффициент водопроводимости измеряется в кв.м/сут;
• Скорость сработки статического уровня измеряется в метрах в год, показывает скорость падения уровня воды при заданом заборе воды;
• Годовая амплитуда колебания уровня воды измеряется в метрах.
• Глубина залегания подошвы слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.
• Глубина залегания кровли слоя водоносного горизонта. Измеряется в метрах от поверхности земли.

Добыча воды

Для добычи воды из водоносных слоёв бурят скважины (буровые), которые являются составной частью водозаборных сооружений.

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.

Типы аквиферов

Геологические материалы могут быть классифицированы как сцементирванные породы или неуплотнёные (свободные) отложения. Сцементированные породы могут быть образованы песчаником, сланцеватой глиной, гранитом и базальтом. Неуплотнённые породы содержат зернистые материалы как-то: песок, галечник, ил и глину. Четырьмя главными типами аквифера являются:

• аллювий (песок, галечник и ил, отложенные реками),
• пласт осадочных пород (уплотнённые отложения),
• ледниковые отложения (неуплотнённые отложения, созданные ледниками),
• вулканические метаморфические породы.

Движение подземных вод

Подземные воды в аллювиях находятся в поровом пространстве между частицами, а в уплотнённых породах — в трещинах. Количество воды, которое может вмещать аквифер зависит от его пористости, являющейся поровым пространством между зёрнами отложений или объёмом трещин в породе. Для движения воды в породе необходимо, чтобы поровые пространства были соединены между собой. Подземные воды движутся очень медленно внутри аквифера, и скорость движения зависит от размера пространств внутри грунта или породы, соединённости между собой этих пространств и градиента давления водной поверхности.

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.

Что такое водоносный горизонт

На поверхности нашей планеты много воды, но еще больше скрыто в ее недрах. Внутри земной коры она расположена между пластами породы разной степени проницаемости. Первый постоянный слой называется грунтовыми водами, на втором от поверхности земли водоупорной плите протекает второй горизонт, а последний называется — артезианским. Нулевым слоем может считаться верховодка, которая не имеет постоянных характеристик.

Чем глубже пролегает водоносный горизонт, тем он старше. Самая древняя вода собралась под землей тысячелетия назад. Грунтовые воды самые молодые и регулярно обновляются за счет просачивания атмосферных осадков. Он питает все водоемы, в том числе моря и океаны.

Современная ситуация с грунтовыми водами

Грунтовые воды еще называют колодезными. За их счет происходит наполнение большинства колодцев на всей планете. До того, как люди научились управлять водой и транспортировать ее, от грунтовых горизонтов зависела жизнь цивилизаций. Поселения образовывались там, где они выходили на поверхность в виде рек, озер и родников. Они обеспечивали пропитание и перевозки.

Влияние человека было негативным. Чтобы понять, что загрязнение играет против людей, пришлось пройти через истощение рек и массовые эпидемии. Осуждать наших необразованных предков не приходится, ведь даже сейчас множество предприятий продолжают сбрасывать неочищенные отходы в водоемы. Сейчас на планете чистые реки и озера остались только в самых глухих районах, и только при условии, что они не имеют гидравлической связи с загрязненными регионами.

Воды для содержания всех сфер деятельности требуется больше с каждым годом. Чтобы обеспечить бесперебойное снабжение, ее концентрируют в искусственных водохранилищах. Она становится пригодной только после нескольких этапов очистки и дезинфекции.

Тотальное загрязнение мы еще сможем пережить. Новые способы обеззараживания воды позволяют восстанавливать и повторно использовать даже бытовые стоки. Более страшной проблемой становится масштабное пересыхание поверхностных водоемов и подземных водоносных пластов. Это связано с избыточным расходом воды и изменениями в природной среде.

Массовая вырубка лесов изменяет водные режим и наполняемость крупнейших рек планеты. Одно из недавних подтверждений — пересыхание водопада Виктория. Климат изменился, на смену длительным дождливым сезонам пришла губительная засуха.

Яркий российский пример обмелевшая Москва-река и Ока. Десятки озер превратились в болота. Чтобы поддерживать судоходные реки, приходится сооружать гидротехнические сооружения. Колодезные и буровые компании отмечают постепенное снижение уровня грунтовых вод. Услугу углубления колодцев заказывают все чаще. Вода перестает питать даже скважина глубже 40-50 метров.

Чем особенен второй водоносный горизонт

До первого водоносного горизонта иногда просто рукой подать. Его эксплуатируют абиссинскими скважинами и колодцами, а иногда даже копать не приходится — вода стоит практически в уровень с грунтом. Вода в нем мягкая, но часто уже грязная, поэтому приходится для водоснабжения искать что-то глубже.

Первый водонос закрывает только зона выветривания, поэтому рано или поздно все с поверхности туда доходит. На следующем водоупорном этаже протекает второй пласт подземной воды. Сверху и снизу его изолируют водонепроницаемые пласты известняка, гранита или глины. Он намного чище грунтовой воды и эксплуатируется с помощью скважин.

Сейчас стало популярным снабжать пригородные жилые комплексы, дачные и коттеджные поселки с помощью скважин на известняк. Спрятанная во втором горизонте вода восстанавливается намного медленнее, чем грунтовая.

Вода в водоносном горизонте содержится не виде свободной подземной реке, а накапливаясь в пористых влагоемких породах. Межпластовые воды отличаются большей стабильностью, чем грунтовые. Максимальное влияние экзогенных факторов наблюдается только в местах выхода на поверхность или зонах интенсивного обмена с грунтовым горизонтом.

Характерные сезонные и годовые колебания отмечаются до глубины 50 метров. Глубже можно уловить только слабые изменения с многолетними циклами, которые могут и не быть связаны с ситуацией на поверхности. Локально второй водоносный слой уходит в глубину на 120-180 метров. Он находится в синей глине, песках, известняках и трещинах каменных пород. Вода свободно без напора перетекает в толще породы под действием сил гравитации, тектонических напряжений, землетрясений.

Основной недостаток водоносных горизонтов между грунтовыми и артезианскими — повышенные концентрации железа, марганца, водорода. Из-за низкой температуры и давления в воде собирается угольная кислота. На поверхности она быстро нейтрализуется распадом, но под землей сохраняется и остается опасной для человека.

Напорные или артезианские горизонты

Отличительная черта артезианских вод — напорный излив. Нет строгих метрических параметров расположения. Их находят на промежутках от 60 до 1000 метров, но может быть глубже или выше. Из-за древнего образования и ценности они приравниваются к ценным ископаемым, и могут использоваться только с государственным разрешением.

Незаконные артезианские скважины должны легализоваться или тампонироваться. Несанкционированная добыча опасна загрязнением глубоких водоносных горизонтов, которые пока что остаются свободными от пестицидов, микроорганизмов и прочих прелестей цивилизации.

Артезианские воды подвержены вертикальному зонированию. С углублением они повышают общую минерализацию и меняют химический состав. На едва достижимых расстояниях закрыты настоящие рассолы, которые могли образоваться впоследствии захоронения соленых морских вод.

Эксплуатация артезианских горизонтов уже привела к снижению верхнего значения. Под европейскими столицами проседание дошло до 120 метров. Это связано не только с объемами добычи, но и с промышленным отводом воды в строительной и горнодобывающей отрасли. В надежде на неограниченный природный ресурс страны с пустынным климатом начали активно разрабатывать подземные пласты. Среди песков появились ярко-зеленые круглые поля, которые так красиво выглядят на спутниковых фотографиях. Миллионы кубометров тратились на ирригацию, но всего за несколько лет стали проявляться последствия. Сейчас сухих заброшенных круглых угодий становится все больше.

Что делается для смягчения человеческого фактора

Мы можем искусственно вырастить человеческие органы, но не в силах синтезировать воду. Невозобновляемые подземные воды должны охраняться и использоваться как стратегический ресурс. Одна из основных задач для каждого человека — научиться разумно расходовать пресную воду. В противном случае трагическая развязка продолжит неумолимо приближаться.

Сейчас 50% землян страдают от дефицита питьевой воды. Через 20-30 лет их количество увеличится в 1,5 раза. Опасен и тот фактор, что больше половины болезней связаны именно с плохой водой. Это может привести к эпидемиям, которые унесут тысячи жизней. Учитывая, то что на бытовые цели тратится только 5-10% воды, то получается, что население пострадает из-за обогащения гигантов промышленности.