Грунтовая вода и ее виды

Составные элементы грунтов.

В большинстве случаев грунты состоят из трех компонентов: твердых частиц, воды и воздуха (или иного газа), т. е. составные части грунта находятся в трех состояниях: твердом, жидком или газообразном. Соотношение этих компонентов обусловливает многие свойства грунтов.

Если грунт состоит из твердых частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он является двухфазной системой. В большинстве случаев в грунте кроме твердых частиц и воды имеется воздух или иной газ, либо растворенный в воде, либо находящийся в виде пузырьков. Такой грунт является трехфазной системой.

В мерзлом грунте, кроме того, содержится лед. Он придает грунту специфические свойства, которые приходится учитывать, особенно при строительстве в районах распространения вечномерзлых грунтов. Мерзлый грунт является четырехфазной системой.

В некоторых грунтах присутствуют органические вещества в виде растительных остатков или гумуса. Наличие даже сравнительно небольшого количества таких веществ в грунте существенно отражается на его свойствах.

Виды твердых частиц грунта.

Твердые частицы грунтов состоят из породообразующих минералов с различными свойствами. Часть минералов инертна по отношению к воде и практически не вступает во взаимодействие с растворенными в ней веществами (кварц, полевые шпаты, слюда, авгит, кремень, роговая обманка и др.). Эти минералы не меняют свойств не только при изменении содержания воды, но и в широком диапазоне температур. Очевидно, что грунты. Полностью сложенные такими минералами, обладают наиболее благоприятными строительными свойствами. Из инертных минералов состоят все магматические горные породы, подавляющее большинство метаморфических часть осадочных. Среди осадочных пород этими минералами сложены пески и крупнообломочные грунты, а также образующие из них при цементации песчинки и конгломераты.

Большое влияние на свойства грунтов оказывают р а с в о р и м ы е в воде минералы. К ним относятся галит NCl, гипс CaSO4 ̇ 2H2O, кальцит CaCO3 некоторые другие. Такие распространенные горные породы, как мрамор, известняк, гипс, сложены растворимыми минералами.

Г л и н и с т ы е м и н е р а л ы составляют третью группу. Они нерастворимы в воде в отличии от минералов предыдущей группы, но их никак нельзя приравнять к инертным минералам первой группы. В силу чрезвычайно малых размеров кристаллов глинистые минералы обладают высокой коллоидной активностью. К ним относятся каолинит. Монтмориллонит, иллит, и другие минералы, кристаллы которых имеют выраженное свойство гидрофильности. Из-за мельчайших размеров и высокоразвитой поверхности глинистые минералы активно взаимодействуют с жидкой составляющей грунтов. Поэтому уже малое содержание их в общей массе грунта резко изменяет его свойства.

О р г а н и ч е с к о е в е щ е с т в о в грунтах у поверхности земли находятся в виде микроорганизмов, корней растений и гумуса, а в глубоких горизонтах – в виде нефти. Бурого и каменного угля. Повсеместно на равнинных площадях с поверхности залегает почва, которая содержит 0,5…5% органических соединений. Коллоидная активность гумуса выше, чем даже глинистых минералов.

Грунтовая вода и ее виды.

Грунтовые воды - это подземные воды первого от поверхности земли постоянного водоносного горизонта. Образуются главным образом за счёт просачивания атмосферных осадков и вод рек, озёр, водохранилищ, оросительных каналов; местами запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счёт конденсации водяных паров.

Основные типы подземных вод:

А. Верховодка или грунтовая вода;

Б. Межпластовые ненапорные и напорные воды;

В. Самоизливающиеся или артезианские воды.

Верховодка образует верхний горизонт подземных вод. Ее уровень, как правило, расположен вблизи дневной поверхности. В связи с этим верховодка является основным горизонтом, эксплуатируемым садоводами.

Однако именно из-за своей доступности этот горизонт обладает существеннейшими недостатками. А именно: в зависимости от времени года глубина залегания его может изменяться в самых широких пределах – от образования открытого зеркала на дневной поверхности до опускания горизонта на несколько метров в глубину. В наиболее же засушливое время, когда вода особенно необходима саду, верховодка может исчезать полностью. Кроме этого, верховодка может существенно загрязняться всем тем, что используется не только самим садоводом, но и его соседями на своих участках: химикалиями против вредителей, минеральными удобрениями, органическими удобрениями, нефтепродуктами и маслами от автомашин, красителями и т. п. С понижением уровня воды крепость такого «коктейля» возрастает.

Межпластовые воды, как правило, более труднодоступны, так как не залегают в непосредственной близости от поверхности, а перекрыты «водоупором» (слоем глинистого грунта) большей или меньшей мощности. В связи с этим описанные выше недостатки верховодки у них отсутствуют. Водообильность связанных с межпластовыми водами источников и химический состав вод, расположенных в них, сравнительно постоянны.

Воды этого типа могут быть безнапорными, т. е. уровень таких вод и после вскрытия их шурфом или скважиной остается в пределах водоносного слоя (песков), не поднимаясь в зону «водоупора» (слоя глин). Но они могут обладать и весьма значительным напором, в том числе настолько большим, чтобы свободно изливаться на дневную поверхность. Это явление наблюдается в тех случаях, когда область питания горизонта воды располагается значительно выше, чем уровень земли на участке вскрытия этого горизонта.

Самоизливающиеся напорные воды имеют локальное распространение и больше известны у садоводов как «ключи». В тех же случаях, когда они распространены на больших площадях и обладают большим напором, они нередко получают название артезианских (по древнеримскому названию провинции Артуа во Франции, самоизливающиеся скважины которой широко известны).