Когда уровень грунтовых вод слишком высокий, возможны регулярные подтопления участка, застой воды и гибель садовых культур. Рассказываем, что что это за показатель, как его определяют и какими способами снижают
Что такое уровень грунтовых вод
Уровень грунтовых вод— это расстояние, на котором начинается первый постоянный водоносный слой, онже грунтовый [1]. Под уровнем подразумевают, насколько близко или далеко такой пласт находится от поверхности земли: это может быть расстояние от одного метра до нескольких десятков. При этом универсальных и единых значений уровня грунтовых вод не существует. Их залегание зависит от состава почвы, рельефа, климата и особенностей использования конкретного участка земли. В зависимости от этих факторов уровень способен как подниматься, то есть приближаться к поверхности, так и опускаться ниже.
В строительстве, сельском хозяйстве, ландшафтной архитектуре уровень грунтовых вод относится к одной из основных характеристик, описывающих особенности геологии конкретного участка. Его учитывают на стадии проектирования зданий, инженерных сооружений, выбора типа фундамента или растений для благоустройства территорий.
От чего зависит уровень грунтовых вод
Уровень грунтовых вод определяет геология местности. Но на него также влияет сезонность, напримерколичество выпавших осадков, сельскохозяйственная и промышленная деятельность человека. От чего зависит уровень грунтовых вод:
- В пористых, песчаных или супесчаных почвах вода легко просачивается вглубь, тогда как в глинистых и плотных грунтах ее движение затруднено, что может способствовать поддержанию более высокого уровня грунтовых вод.
- Во время сильных дождей или интенсивного таяния снега уровень подземных вод имеет тенденцию к росту, тогда как в периоды засухи он снижается.
- В низменностях и на участках с небольшим уклоном происходит скопление воды, что обычно ведет к более высокому залеганию грунтовых вод.
- Вблизи рек, озер или болот уровень грунтовых вод часто коррелирует с уровнем воды в этих водоемах и может быть повышен.
- Строительные работы, мелиоративные мероприятия, а также систематический отбор воды из колодцев и скважин могут менять положение уровня грунтовых вод.
Виды грунтовых вод
Грунтовые воды— это вид подземных вод. Последние, в свою очередь, делятся на несколько типов по глубине и особенностями залегания, напримеркак артезианские и карстовые. Говоря о грунтовых водах в быту, часто подразумевают три термина: верховодка, грунтовые и межпластовые воды. И между ними есть важные различия.
Николай Сурков, научный сотрудник центра «Смарт технологии устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений» АТИ РУДН (Аграрно-технологический институт РУДН):
«Верховодка. Обозначает временные проявления воды в почве, обычно вызываемые просачиванием в нее выпавших осадков и скоплением их на уплотненных горизонтах почвы. Верховодка чаще проявляется в пределах 1–2 м от поверхности, присутствует недолго (дни или недели), и потом просачивается глубже или испаряется. Она влияет на рост растений и на процессы развития почвы. Типичные лужи обычно связаны не с грунтовыми водами, а с осадками и верховодкой, с их просачиванием и испарением.
Грунтовые воды. Обозначает первый от поверхности постоянный слой воды (водонасыщенного грунта), который в основном пополняется просачиванием вниз выпавших осадков и растаявшего снега, а залегает над первым от поверхности слоем водоупорных пород. Такие воды питают ручьи и малые реки, другие водоемы или болота (постоянно или временно), наполняют колодцы и являются источником водоснабжения сельской местности.
Межпластовые. Содержащиеся в более глубоких слоях пород (обычно горных), сверху и снизу от которых залегают водоупорные слои. Такие воды вскрываются скважинами или выходят в виде источников в глубоких оврагах и долинах, прорезающих много слоев горных пород. В общем случае их влияние не проявляется на поверхности».
Чем опасны грунтовые воды
Последствия высокого уровня грунтовых вод разнообразны: подтопления участка, сложности при строительстве, разрушение конструкций и плохая приживаемость растений.
Сусана Таскаева, инженер-гидротехник, ООО «НПК Проектводстрой»:
«Фундаменты, особенно ленточные и плитные, испытывают постоянное гидростатическое давление: вода проникает в микротрещины, при замерзании расширяется и разрушает бетон изнутри. Подвалы затапливаются, стены покрываются плесенью, несущая способность грунта снижается— здание может давать неравномерную осадку.
Канализационные трубы при подтоплении могут работать в режиме подпора, что ведет к обратному забросу стоков. Кабели в грунте, даже в защитных оболочках, при длительном контакте с агрессивной водой ускоренно корродируют. Наконец, на подтопленном участке гибнут плодовые деревья, например, корни яблонь и груш не переносят постоянного переувлажнения».
Высокий уровень грунтовых вод: причины появления
Высокий уровень грунтовых вод с хозяйственной точки зрения— это тот уровень их стояния от поверхности, который вызывает подтопление такой степени, что оно влияет на планирование деятельности человека на поверхности, говорит Николай Сурков.
Природными комплексами с типично высоким уровнем грунтовых вод, по словам эксперта, часто являются нижние части речных долин— поймы рек, особенно их пониженные и вогнутые части, а также овраги и балки, где грунтовые воды могут даже выходить на поверхность. К таким зонах также относятся ландшафты, где геологическое строение таково, что первый от поверхности водоупорный слой залегает близко к ней, и грунтовые воды вынуждены скапливаться над ним, а не глубже.
Николай Сурков, научный сотрудник центра «Смарт технологииустойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений» АТИ РУДН (Аграрно-технологический институт РУДН):
«Постоянному поднятию уровня грунтовых вод ближе к поверхности может способствовать:
- Изменение климата, увеличение количества осадков.
- Частый или постоянный сброс на поверхность или внутрь грунта больших объемов воды.
- Затруднение поверхностного стока. К примеру, перекрытие ручья или малой реки дорожной насыпью, бобровой плотиной или другим искусственным сооружением.
- Создание прудов и водохранилищ на более крупных реках, близость водоемов, откуда может идти подпитка грунтовых вод.
- Наличие или создание вогнутых элементов рельефа, где концентрируется поверхностный и внутригрунтовый сток.
- Временное поднятие уровня грунтовых вод часто вызвано снеготаянием или обильными дождями».
Как определить уровень грунтовых вод
Определить уровень грунтовых вод можно как самостоятельно, так и с помощью профессионалов. Каждый способ имеет свои особенности, преимущества и ограничения.
Самостоятельно
Понять примерно, какой на участке уровень грунтовых вод, можно методом наблюдения или с помощью инструментов:
- Если участок новый и вы на нем еще не жили, сперва пообщайтесь с соседям, узнайте не затапливаетли у них регулярно подвалы, ямы и колодцы.
- Обратите внимание на растительность— некоторые особенно любят влажные почвы, что может косвенно указывать на высокий уровень грунтовых вод. К ним относятся, например, камыш, ива, верба.
- После дождя понаблюдайте за тем, как быстро просыхает участок. Если влага уходит почти сразу, то скорее всего уровень грунтовых вод низкий. Когда ситуация обратная, можно заподозрить близость пласта к поверхности земли.
- Косвенно на высокий уровень грунтовых вод может указывать окружающая среда: обильная роса, частые туманы, обильно растущая трава даже в засуху.
- Сделайте на участке несколько скважин в разных точках периметра на глубину около двух метров. Для этого подойдет обычный садовый бур. Спустя два дня проверьте лунки и определите уровень воды, который в них скопился за это время.
С помощью специалистов
Такие методы наиболее точные, но ониже более трудоемкие и часто требуют длительных наблюдений. Обычно их используют перед масштабным строительством, на этапе разведки местности.
- Профессиональное бурение скважин с выемкой грунта и его анализом. В таких исследованиях специалисты дополнительно используют пьезометры, позволяющие вести измерения на протяжении длительного времени.
- Для определения уровня грунтовых вод также применяют различные геофизические методы, как например электроразведка или инфракрасная съемка. Так удается получить детальную картину подповерхностного пространства без масштабных земляных работ.
Как избавиться от грунтовых вод: 4 способа
Полностью избавиться от грунтовых вод невозможно. Этот слой присутствует в почве всегда, хотя его положение относительно поверхности земли может меняться. Но с помощью ряда мер под силу контролировать его. Эксперт объяснил, какой способ сработает лучше всего:
Обустроить быстрый дренаж
Самый простой вариант— ручная прокопка канавок по периметру участка на глубину около 40см. Сделать это можно лопатой или вызвать мини-экскаватор. Дополнительно может потребоваться укрепление стен канавок, чтобы предотвратить осыпание грунта. Кроме того, такой дренаж требует регулярной прополки и очистки от опавшей листвы, веток. По словам Сусаны Таскаевой, дренажные канавки по периметру участка дают эффект при легких почвах и незначительном подтоплении.
Поднять уровень участка
Это довольно трудоемкий процесс, требующий завоза на участок грунта, щебня и песка. Поднять общий уровень земли придется не меньше чем на 20см. Это напрямую скажется на затратах, дополнительно может ограничить зоны, которые можно былобы использовать для высадки растений. «Подъем уровня участка подсыпкой грунта— мера радикальная и дорогостоящая, к томуже может перенести проблему на соседей»,— говорит Сусана Таскаева.
Высадить влаголюбивые растения
Этот способ работает как дополнительная мера. В сложных случаях рассчитывать только на него не стоит. Кроме этого, не все растения могут одинаково хорошо приживаться в зависимости от климатической зоны. «Влаголюбивые растения— ива, ольха, береза— способны поглощать заметные объемы воды, но лишь в теплый сезон и только при небольшой глубине ее залегания»,— предупреждает инженер-гидротехник Сусана Таскаева.
Монтаж закрытого дренажа
Основной профессиональный инструмент— закрытый дренаж из перфорированных труб в гравийной обсыпке, уложенных ниже подошвы фундамента с уклоном к накопительному колодцу или водоотводящему коллектору, говорит Сусана Таскаева. При грамотном проектировании он снижает уровень воды на 1–2 м и служит десятилетиями. Однако его эффективность зависит от наличия точки сброса воды— она должна куда-то уходить. В низинах без естественного уклона приходится применять принудительный дренаж с насосными станциями, что увеличивает стоимость и требует постоянного обслуживания.
Сусана Таскаева, инженер-гидротехник, ООО «НПК Проектводстрой»:
«В особо сложных случаях— на глинистых водонепроницаемых грунтах— применяют вертикальные дренажные скважины или иглофильтровые установки. Это дорого, технически сложно и оправдано прежде всего для крупных объектов. Стопроцентной гарантии не дает ни один метод: если водоносный горизонт питается обширным водосбором, бороться с ним можно лишь в пределах конкретного участка, но не устранить первопричину».
Частые вопросы
Вот еще несколько вопросов о грунтовых водах:
Что делать, если на участке высокий уровень грунтовых вод?
Решать проблему, скорее всего, придется комплексно. Для отвода воды потребуется обустройство дренажных систем, поднятие уровня всего участка, дополнительно можно попробовать укрепить грунт через высадку влаголюбивых растений.
Какой фундамент лучше сделать, если уровень грунтовых вод высокий?
На территориях с высоким уровнем грунтовых вод, как и подверженных эрозии, предпочтительным считается свайный фундамент. Он относится к типу глубокого заложения, нагрузка распределяется равномерно на твердые слои почвы.
Главное о высоком уровне грунтовых вод
- Уровень грунтовых вод— одна из основных характеристик грунта, которая отражает то, насколько близко или далеко от поверхности земли расположен первый водоносный слой.
- Его учитывают при любом строительстве, показатель может стать определяющим при выборе типа фундамента.
- Высокий уровень грунтовых вод характерен для местности вблизи водоемов, низин, русел рек. Но иногда на него влияют не природные факторы, например, строительство водохранилищ или сброс вод в грунт.
- Определить, какой уровень грунтовых вод на частном участке, можно разными способами, в том числе самостоятельно.
- Более точными будут профессиональные исследования с забором грунта на анализ и длительными наблюдениям.
- Если на участке высокий уровень грунтовых вод, понизить его помогут дренажные системы и подсыпка участка.