Как найти газовой вода

Что делать если замерзла вода в газовом баллоне

Проблема некачественного газа преследует нас постоянно. Иногда из-за плохого топлива забиваются и выходят из строя форсунки. Чаще приходится менять газовые фильтры, сливать газолин с редуктора и проводить регулировку ЭБУ. Но еще одной проблемой некачественного газа может стать вода в газовом баллоне. Особенно актуальной эта проблема становится зимой, когда эта вода может замерзнуть.

Откуда берется вода в газовом баллоне

Теоретически, при условиях заправки качественным топливом, а также качественной установки ГБО на авто, жидкости на дне баллона взяться неоткуда. Но мы живем в той реальности, в которой живем.

Некачественная установка оборудования

Первым вариантом происхождения именно воды в газовом баллоне является некачественная установка ГБО. Эта причина актуальна тем, кто установил газобаллонное оборудование относительно недавно.

Поверку баллонов осуществляют с помощью воды. Далее поверенные емкости передаются установщикам. Если период установки ГБО попадает на осень-весну, то жидкость внутри емкости не успевает высохнуть, и, соответственно, остается в баллоне и после установки.

Второй возможной причиной является хранение газовых резервуаров. Многие установщики хранят их под открытым небом на холоде. При таком хранении возможно попадание внутрь дождевой воды. А при попадании баллона с холода в тепло гаража, где проходит установка, в емкости образовуется конденсат.

Плохое топливо

Если же Вы ездите на своем газовом оборудовании довольно давно, то причина может крыться именно в некачественном топливе. Такое топливо при нахождении в баллоне начинает расслаиваться на исходные компоненты. Наиболее актуально это для автомобилей, которые имеют небольшие пробеги, и заправляются раз в одну — две недели.

Первым показателем плохого топлива является газолин. Это продукт, который остается при некачественном процессе перегонки нефти. Так называемая прослойка между бензином и пропаном. Нелетучее жидкое вещество. При длительном использовании некачественного топлива может проявляться на редукторе, магистралях, а также накапливаться в виде жидкости в фильтре перед редуктором.

Вторым компонентом, которые может оседать на дне баллона в виде жидкости, является одорант. Это искусственная примесь, которая позволяет нам ощущать запах газа. Его добавляют в топливо, чтобы мы могли уловить запах при утечке газа. Концентрация одоранта в пропан-бутановой смеси довольно незначительна. Но при длительной эксплуатации данный компонентможет оседать на стенках баллона в жидком виде.

Еще одним, самым распространенным компонентом некачественного топлива является вода. Откуда в газе вода спросите Вы? Все просто, газ, как и любое природное ископаемое наделен как плюсами так и минусами. В составе добываемого природного газа присутствуют негорючие примеси. Не будем расписывать всю таблицу Менделеева, отметим лишь, что при некачественной очистке газа в состав пропан-бутановой смеси может попадать вода.

И здесь свинью нам подкладывают правила безопасности на газовых АЗС. Все дело в том, что на АГЗС, на которых баллон с газом расположен на поверхности, при минусовых температурах, вода просто замерзает. И при заправке в баллон авто попадает лишь топливо. На заправках же, где соблюдаются меры безопасности, заправочный резервуар находится под землей. Мороз не доходит глубоко под землю, а следовательно вода в таких резервуарах не замерзает, и при заправке попадает в газовую емкость авто.

Какие последствия жидкости в баллоне ГБО

Говоря про последствия необходимо учитывать время года, и, особенно, температуру на улице.

Если речь идет о лете, или временах года и регионах где преобладает плюсовая температура, то последствия просто незаметны. Вода в газовом баллоне не замерзает, и частично уходит вместе с газом в редуктор, где благополучно испаряется. Часть газолина оседает на магистралях или поверх редуктора. Часть скапливается в жидком виде в фильтре, или самом редукторе (если речь идет о ГБО 2 поколения). Практически единственным заметным последствием в таком случае может быть незначительно уменьшение, а со временем и значительное, уменьшение емкости баллона ГБО. Уменьшение объёма заправляемого топлива также влияет на количество километров, которые авто может проехать на одной заправке.

Совсем другое дело, если речь идет о регионах, где преобладают минусовые температуры, или про зиму. Накопление жидкости может привести к ее замерзанию как в баллоне, та и в газовых магистралях авто. И если замерзание в самом баллоне не критично для работы системы ГБО, то замерзание воды в магистралях приводит к полной неработоспособности газовой установки. А при чрезмерных объёмах жидкости, и сильных морозах — к размерзанию устаревших металлических магистралей.

Как разморозить воду в баллоне и магистрали

Классический, наиболее легкий способ разморозить лед — это переместить авто в теплый гараж или паркинг. Такой способ подойдет тем, чьи автомобили способны передвигаться на бензине. А также тем, кто в состоянии найти теплое помещение.

Обратите внимание! Многие подземные паркинги запрещают въезд автомобилям с ГБО.

Одним из вариантов может быть помещение отапливаемой мойки. Просто загоните автомобиль туда, и закажите полную мойку. Такая процедура при отсутствии очереди может проходить целый час. Этого вполне достаточно, чтобы жидкость внутри баллона оттаяла. В процессе мойки можете попросить направить струю горячей воды на магистраль и баллон.

Способ тепловая пушка

Вторым вариантом может быть использование тепловой пушки. Это наиболее безболезненный вариант для тех авто, которые не могут доехать на бензине до теплого помещения.

При использовании данного способа следует понимать, что это точечный подход. А значит нужно понимать где конкретно образовался ледяной затор: в баллоне или магистрали.

Проверить это можно довольно просто. Нужно взять ключ и немного прослабить гайку крепления магистрали, питающей редуктор, на баллоне. Если газ идет, значит замерзла магистраль. Если газ не выходит — значит проблема в баллоне. Либо и там и там.

Вторая проблема этого способа заключается в наличии тепловой пушки. В большинстве крупных городов ее можно взять на прокат в строительных магазинах, у специалистов, которые занимаются ремонтами, или на СТО. Если Вам удалось раздобыть подобное устройство, установите пушку по направлению на газовый баллон (или магистраль). Процесс оттаивания может занять до часа времени, или больше. Все зависит от температуры окружающей среды на улице.

Внимание! Для разморозки не используйте открытый огонь, не пытайтесь разводить костер под автомобилем, или использовать газовую горелку!

Заключение

В заключение хочется отметить, что все вышеперечисленные методы устранения того, что вода в газовом баллоне замерзла, являются временным решением. Если Вы столкнулись с подобной проблемой, то решать ее нужно координально. Но для этого Вам необходимо найти теплый гараж, спустить весь газ из системы, снять и почистить газовый баллон. А о том, как это сделать своими руками мы расскажем в следующей статье.

Источник

«Газировка» из-под земли: как получается вода природной газации

Чтобы минеральная вода не портилась и надолго сохраняла свои лечебные и вкусовые качества, ее перед розливом в бутылки подвергают газации – то есть газируют. Но оказывается, что на свете есть такие минеральные источники, которые выходят из-под земли уже сразу «газированными». Как это получается и где найти такие источники?

Газация – насыщение воды углекислым газом. Различают минеральные воды искусственной и природной газации. К минеральным водам природной газации, в частности, относятся: Нарзан (Кисловодск, Россия), Selterwasser – или Сельтерская вода (Германия) и Badoit (Франция).

Газация – это консервация

Если вы бывали на питьевых бальнеологических курортах, то наверняка замечали такую особенность: набираешь утром воду из источника в бутылку, а уже к вечеру она теряет свои вкусовые свойства, а то и вовсе мутнеет и становится коричневой. Это происходит потому, что содержащиеся в воде соли и минералы выпадают в осадок. В воде нарушается минеральный баланс и она теряет свои целебные свойства. Поэтому минеральную воду лучше пить прямо у источника или в течение часа после того, как вы ее набрали.

Но что делать, если доктор прописал вам минеральную воду определенного типа (скажем, Ессентуки-4), а поехать на курорт вы не можете? В этом случае на помощь приходит бутилированная вода, прошедшая газацию.

Газация для воды – это та же консервация. Она помогает подготовить воду к долгой транспортировке и при этом сохранить все ее полезные качества. А также – не допускать выпадения осадка при сохранении герметичности бутылки.

Воду можно газировать двумя способами: механическим – путем насыщения углекислым газом, и химическим – путем добавления соды. Для сохранения минеральной воды, как правило, используется первый способ. Второй способ, придуманный швейцарским предпринимателем Швеппом (основателем марки «Швепс») чаще используется для сладких «газировок» и столовых вод.

Но существует еще третий способ газации – природный, когда минеральная вода выходит на поверхность земли уже насыщенная углекислым газом. Об этой воде мы и хотим рассказать.

Как вода становится газированной от природы?

Минеральные воды природной газации не очень распространены в Европе (их можно буквально пересчитать по пальцам!), хотя целебные свойства таких источников известны с древнейших времен. Чтобы стать «газированной», минеральная вода должна пройти длинный путь через множество горных пород, прежде чем выйти наружу. При этом, чем глубже под землей зарождается вода, чем более толстый слой горных пород она проходит – тем сильнее она насыщается углекислым газом. Как правило, минеральная вода насыщается углекислотой, проходя через вулканические горные породы. Этим и обусловлена ее редкость в Европе.

Природная газация помогает минеральной воде сохранять свои лечебные качества даже в случае загрязнения источника, поскольку углекислый газ предупреждает развитие бактерий в воде. Минеральные воды природной газации не следует путать с углекислыми водами в целом, потому что содержание в воде углекислоты – конечно, необходимое, но не достаточное условие для того, чтобы вода стала «газированной».

Нарзан: путь длиною в 6 лет

В России наиболее известной (и фактически единственной) минеральной водой природной газации является кисловодский Нарзан. Иногда «нарзаном» ошибочно называют все минеральные воды Кавказа. На самом деле Нарзан – сугубо кисловодский «бренд». Само слово происходит от кабардинского «нарт-сана», то есть вода Нартов – былинных богатырей, которые приходили к источнику после тяжелых сражений, чтобы залечить раны и восстановить силы.

Лермонтов называл Нарзан «холодным кипятком» — за то, что тот бурлит, выходя из-под земли. А доктор Паллас, первым изучивший лечебные свойства Нарзана, сравнил его воздушные пузырьки с пузырьками дорогого шампанского. Посмотреть, как нарзан выходит из-под земли, можно и сегодня – в главной нарзанной галерее Кисловодска. Здесь, накрытый стеклянным куполом, стоит так называемый «Кипящий колодец» — первый оборудованный каптаж Нарзана в Кисловодске.

Прежде чем попасть в бутылки или Нарзанную галерею, Нарзан проделывает долгий путь в 100 км — он зарождается у подножья Эльбруса, затем проходит сквозь толщи вулканических пород, где и насыщается углекислотой, и только после этого выходит на поверхность. Ученые рассчитали, что весь путь – от Эльбруса до Кисловодска – занимает у Нарзана около 6 лет.

В русской классической литературе герои часто заказывают в ресторанах «бутылочку сельтерской». Это популярная в 19 веке минеральная вода из немецкого источника Нидерзельтерс. В России Сельтерская вода природной газации считалась напитком аристократов: ее часто ставили на стол на званых обедах вместо шампанского. Газированная вода в принципе была тогда в новинку (искусственно насыщать воду углекислым газом в России еще не научились, а кисловодский Нарзан еще не разливали по бутылкам).

Как и в случае с Нарзаном, Сельтерская вода со временем стала именем нарицательным: «сельтерской» еще очень долго называли любую газированную воду в бутылках. Поэтому упоминание «сельтерской воды» в литературе не означает, что герои пили именно немецкую Selterwasser. Любопытно, что слово «зельцер» вошло не только в название «газировок», но и в название некоторых лекарств – если это лекарство представляет собой растворимую «шипуку».

Еще одна природная «газировка» — это французская вода Badoit (Бадуа), добываемая из источников Сен-Гельмье. Она не очень популярна в России, но в Европе ее очень любят. У нее высокая степень природной газации и при этом низкая степень минерализации. Это значит, что ее можно употреблять как столовую воду – просто для утоления жажды.

«Минералка» или «газировка»?

Многие до сих пор путают такие понятия, как минеральная и газированная вода. Минеральная вода – это вода, насыщенная биологически активными минеральными веществами, такими как кальций, натрий, магний и т.д. Именно такая вода используется на бальнеологических курортах для внутреннего и наружного применения. О различных видах минеральных вод вы можете прочесть в нашей статье Курортология для всех, Часть I.

Газированная вода – это просто любая вода, искусственно насыщенная углекислым газом. Минеральная вода может быть газированной или нет (если вы пьете ее прямо из источника, и если этот источник – не Нарзан). Так же и «газировка» может быть и минеральной водой, и сладкой десертной, и самой обычной – вроде той, что разливалась раньше в автоматах по 1 копейке за стакан. Лечебными же качествами обладает именно минеральная газированная вода, а не просто газированная.

Текст: Екатерина Маслова

журналист, автор журналов «Pro КМВ», «Кавказское гостеприимство», «Элитный Кавказ», «Туризм и Отдых». Эксперт по оздоровительному туризму, знаю все о курорте Кавказские Минеральные Воды. Живу в г. Ессентуки

Источник

Содержание статьи:

1. Способы газирования воды
2. Виды газированной воды
3. Природная газация
4. Самостоятельное газирование
5. Свойства газированной воды

Способы газирования воды

Как же делают газировку? На данный момент существует два метода газирования воды – химический и механический.

Химическое газирование происходит благодаря добавлению в напиток кислоты и пищевой соды в определенных пропорциях, благодаря чему получается сельтерская вода или содовая. В сельтерской воде отсутствуют соли натрия, а содовая вода насыщена минеральными компонентами.

Механический процесс газирования заключается в насыщении воды диоксидом углерода. Прежде чем насыщать напиток, его охлаждают с помощью специального устройства и убирают лишний воздух. Далее в специальных аппаратах (акратофорах, сифонах или сатураторах) в воду вводят диоксид углерода, или углекислый газ. Как правило, 5-10 грамм углекислого газа на 1 литр воды.
На производство углекислый газ привозят в специальных баллонах и выделяют для насыщения. Углекислый газ обеззараживает воду и очищает ее от примесей и микробов, которые могут навредить организму человека. Также углекислый газ способствует более длительному хранению воды, так как является консервантом. Именно благодаря этому компоненту газированные напитки имеют большие сроки годности и хранения.

Если мы говорим о сладкой газировке, то помимо газирования в напиток добавляют сиропы, которые отличаются по вкусу.

Виды газированной воды

Сама газированная вода делится на несколько видов в зависимости от насыщения солями.

• Лечебная – содержит более 10 граммов соли;
• Лечебно-столовая – содержит от 1 до 10 граммов соли на литр, не рекомендуется для использования в готовке;
• Столовая – содержит не более 1 грамма солей;
• Питьевая – не более 0,5 грамма солей – применяется в любых сферах, подходит для питья и приготовления пищи.

Стоит отметить, что лечебная вода также подразделяется на несколько групп: сульфатная, хлоридная и гидрокарбонатная.

Природная газация воды

Также существует натуральная газация воды, которая встречается в минеральных источниках. Чтобы получить природную газированную воду, она должна пройти длинный путь через большое количество горных пород.Натуральная минеральная вода также обогащается углекислотой, проходя через вулканические горные породы.

Природная газация воды помогает сохранять полезные качества напитка даже в случае загрязнения источника.

Минеральная вода природной газации – редкость в Европе, однако существует один напиток – Нарзан. Прежде чем налить воду в бутыль, Нарзан проходит путь длинной в 100 км, от подножья Эльбруса до вулканических пород и наружу. По словам ученых весь путь воды от Эльбруса до источника в Кисловодске занимает порядка 6 лет.

Самостоятельное газирование воды

Современные технологии позволяют создавать газированную воду у себя на кухне. Для этого необходимо выбрать сифон, который подойдет именно вам.

Рецепт приготовления домашней газированной воды достаточно прост. Вам потребуется:

• бутылки (пластиковые или стеклянные – неважно) или емкость для жидкости
• сахар
• пищевая сода
• лимонная кислота
• вода

Надо взять немного соды и выжать на нее несколько капель лимонного сока, чуть подождать. Далее берем все оставшиеся ингредиенты и смешиваем – необходимо налить жидкость в емкость, добавить сахар и быстро размешать. Далее нужно добавить половину чайной ложки лимонной кислоты и гашеную соду. Напиток готов.

Полезные свойства газированной воды

Как мы отмечали ранее, вода насыщенная солями или газированная диоксидом углерода очищает напиток от вредных примесей, благодаря чему является полезной. В том числе такая вода отлично справляется с утолением жажды, а также она очищает органы от продуктов распада и вредных веществ.

Но стоит помнить, что злоупотребление газировкой негативно сказывается на слизистой желудка, поэтому не рекомендуется ее пить людям с заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

   Природный гидрат метана. Фото из открытых источников.

Газовые гидраты, как следует из самого названия, должны представлять собой соединения, состоящие из молекул газа и воды. Формироваться такие соединения могут при определённых соотношениях давления и температуры, отвечающих за устойчивое состояние газо-водного образования, когда молекулы воды выстраиваются в определённую структуру, создавая ажурный каркас, полости внутри которого заполняется молекулами газа. Благодаря такой «упаковке», в одном объёме газового гидрата может содержаться до 160-180 объёмов свободного газа. Внешне кристаллы газовых гидратов похожи на кристаллы льда, а их скопления часто напоминают рыхлый лёд. При атмосферном давлении и положительной температуре газовый гидрат вместо того, чтобы оплавляться и постепенно таять, как лёд, стремительно, с шипением и треском, уменьшается в объёме, оставляя после себя значительно меньший объём воды. Поэтому газовые гидраты, по аналогии со льдом, иногда даже условно называют «газом в твёрдом состоянии», «замороженным газом» «метановым льдом» и т.п. Кстати, по многим физическим свойствам газовые гидраты и лёд также достаточно близки. 

Газогидраты – это клатратные соединения, в которых молекулы газа заключены в отдельные ячейки, образованные молекулами воды за счёт водородной связи. Название «клатраты» (от латинского clathratus — закрытый решёткой, посаженный в клетку).

 

В природных условиях чаще всего встречаются гидраты метана, где метан является основным газом-гидратообразователем. Достаточно легко в состав газогидратов также могут входить и другие небольшие по размеру молекулы природных газов — низших гомологов метана, углекислого газа, сероводорода, азота, кислорода. Но в природных условиях, в отличие от метана, они встречаются достаточно редко и, в основном, в виде примесей.

Газовые гидраты могут стабильно существовать в широком диапазоне давлений и температур, предельные значения которых выходят далеко за рамки характерных для нашей Земли, что позволяет предположить его широкое присутствие на других космических объектах (планетах, спутниках, кометах).

Как возникают газовые гидраты

Как мы уже отмечали, газовые гидраты формируются лишь при определённых термобарических условиях. В природе такие условия могут встречаться:

— в донных отложениях морей и океанов, где существуют повышенные давления и невысокие положительные температуры;

— на суше в толщах мёрзлых пород и подмерзлотных горизонтах, где при сравнительно невысоких давлениях имеют место низкие положительные или даже отрицательные температуры.

Конечно, помимо необходимых термобарических условий, для возникновения газовых гидратов обязательным является наличие значительных по объёму скоплений газа, а также достаточного количества воды, которая может присутствовать в горных породах в любой фазе. 

 Газогидратные образования из придонных морских отложений. Фото: worldoceanreview.com

Формирование газогидратов, как и льдообразование, происходит с выделением, а разложение — со значительным поглощением тепла, которое на треть больше, чем при замерзании воды и таянии льда. 

   Диаграмма условий существования гидрата метана в координатах “давление — температура” (Ю.Ф. Макогон, 2010)

Оставим пока в стороне рассмотрение газовых гидратов, возникших и существующих вне современной области распространения мерзлоты, и обратимся к нашим арктическим просторам. Сегодня ученые сходятся на том, что образование газогидратов в криолитозоне может быть описано несколькими основными сценариями. Во-первых, возникновение газовых гидратов в толщах пород в северных регионах может быть связано с длительным охлаждением верхних горизонтов литосферы в результате длиннопериодных температурных колебаний на поверхности Земли. Если такие «волны охлаждения» достигают горизонтов существующих газовых скоплений в горных породах (газовых коллекторах), то это может привести, при наличии достаточного количества влаги, к переходу части газа из свободного состояния в гидратное при существующем давлении толщи вышележащих пород. Такую зону, где совпали все необходимые условия (температура, давление, газ, вода) для возникновения и дальнейшего существования гидратов природных газов, называют зоной стабильности газогидратов (ЗСГ). Газ, который мигрирует из глубоких горизонтов литосферы и попадает в ЗСГ, также может образовывать газогидратные скопления, которые приводят к снижению проницаемости вмещающих пород.

Следующий сценарий формирования газовых гидратов в криолитозоне связан с так называемым криогенным концентрированием газов. Он может быть реализован при промерзании талых газонасыщенных зон, например, под водоёмами (озёрами и болотами). Газ, содержащийся в этих зонах, как правило, представлен биогенным метаном. Всестороннее промерзание подобных таликов в условиях закрытой системы, то есть без возможности оттока воды и газа, может привести к образованию гидратных скоплений в результате создания термобарических условий, необходимых для их формирования. При всестороннем промерзании газонасыщенного талика происходит криогенное концентрирование газов в результате их отжатия в непромёрзшую центральную часть движущемся фронтом промерзания. При дальнейшем промерзании и охлаждении остаточной газонасыщенной таликовой зоны, вследствие возникновения избыточного давления за счёт вымерзания поровой влаги, создаются условия и для образования гидратов.

Ещё один сценарий образования газовых гидратов в криолитозоне относится к влиянию барического фактора (внешнего давления), который может быть приведён в действие возникающим ледниковым покровом или трансгрессией арктического моря. Рассмотрим случай, когда зона стабильности газогидратов в толщах мёрзлых пород уже существует. Тогда при появлении на поверхности мёрзлых пород ледникового покрова, создающего избыточное давление, зона стабильности газогидратов (ЗСГ) может настолько расшириться, что её верхняя граница существенно приблизится к поверхности земли, захватив новые грунтовых горизонты, где, при наличии коллекторов с достаточным количеством свободного газа, возможен его переход в гидратную форму. Сходным будет образование газовых гидратов и при давлении на криолитозону мощных водных толщ в результате трансгрессии холодных арктических морей. Газовые гидраты в этом случае могут возникнуть на сравнительно небольшой глубине от поверхности морского дна. В случае последующего отступления ледника или регрессии арктического моря, ЗСГ неизбежно сократится, подстраиваясь под изменившиеся термобарические условия. Возникшие же ранее в мёрзлых породах вблизи поверхности газовые гидраты перейдут из устойчивого состояния в неустойчивое метастабильное, в котором они в дальнейшем смогут существовать при неравновесном внешнем давлении только при условии наличия отрицательных температур.

По современным оценкам, основные залежи природных газовых гидратов приходятся на Мировой океан (около 97%), а на долю суши приходится только 3%, и сосредоточены они в основном в областях распространения многолетнемёрзлых пород.

Где находят газовые гидраты

Как могут возникать газовые гидраты в криолитозоне — мы в общих чертах рассмотрели. А где и как их можно обнаружить в настоящее время?

По отношению к толщам многолетнемёрзлых пород (ММП) газовые гидраты могут располагаться в разных местах:

– ниже подошвы ММП в условиях повышенных давлений и низких положительных температур (подмерзлотные газовые гидраты);

– внутри мерзлоты при отрицательных температурах, но уже невысоком давлении (внутримерзлотные газовые гидраты).

Наиболее исследованными на сегодняшний день являются подмерзлотные газогидратные скопления, обнаруженные на арктическом побережье Канады в дельте реки Маккензи (Маллик), в США на севере Аляски (Прадхо-Бей), в Китае в зоне тундры южной оконечности гор Циляньшань и на Тибете, на Мессояхском газоконденсатном месторождении на севере Западной Сибири.

  Гидратонасыщенный керн из подмерзлотного горизонта (Северный склон Аляски). Фото Геологической службы США.

Получить кондиционные фактические данные о присутствии газовых гидратов в мёрзлых породах или под слоем мерзлоты достаточно сложно. Достоверную информацию о наличии газовых гидратов в недрах на материках или в арктических акваториях с подводной мерзлотой обеспечивают только прямые методы, т.е. визуальное наблюдение газогидратных скоплений в отобранных образцах, либо специальные исследования гидратосодержащего керна в лабораторных условиях с использованием различных методов диагностики газовых гидратов (например, рентгеноструктурного анализа). Однако отбор керна всегда осложняется быстрым разложением гидратов при их извлечении на поверхность, ведь в этом случае нарушаются те самые термобарические условия, при которых гидрат существовал в природе. Все остальные используемые при поисках газогидратов методы (геохимические и геофизические) носят косвенный характер.

 Горение природного газогидрата в песчаном керне (Нанкайский прогиб, Япония). Фото из открытых источников.

Геофизические методы, которые используются при поисках газогидратов, как наиболее доступные, особенно в акваториях, основываются на отличиях физических свойств газа, воды и газогидратов. Однако многие свойства льда и гидрата схожи, что затрудняет их вычленение в льдосодержащих толщах. К тому же, если содержание газогидратов не превышают 10-15% от объёма вмещающих пород, их обнаружение геофизическими методами становится вообще маловероятным.

Геохимические методы поиска газовых гидратов основаны на анализе газохимических аномалий в залежах многокомпонентных по составу свободных газов, а также на изменении минерализации сопутствующих пластовых вод, поставляющих молекулы воды для формирования кристаллов газовых гидратов. Например, в зоне потенциального гидратообразования может быть обнаружен участок с повышенной минерализацией подземных вод, а также выявлены скопления свободных газов с пониженным содержанием метана (основного газа-гидратообразователя) и повышенным содержанием гелия (не участвующего в гидратообразовании из-за своей инертности). Это позволяет предположить, что на данном участке в настоящее время могут образоваться газовые гидраты, или это произошло в прошлом. Однако в природе помимо гидратообразования существуют иные процессы, способные привести к тем же результатам. Поэтому геохимические методы, так же, как и геофизические, не всегда корректны и требуют обязательного подтверждения прямыми методами.

    

  Гидратонасыщенный керн из подмерзлотного горизонта (дельта реки Маккензи, Канада). Фото из открытых источников.

Самоконсервация газовых гидратов 

Что же касается прямых методов изучения газовых гидратов при извлечении их из скважины, то здесь на помощь учёным приходит очень интересный эффект, который проявляется при охлаждении газовых гидратов до отрицательных температур. Это эффект, названный самоконсервацией газовых гидратов, проявляется при температурах ниже 0°С, когда происходит резкое замедление скорости разложения гидрата, связанное с образованием на его поверхности корки льда из переохлаждённой воды, выделившейся в результате первоначального разложения газогидрата при неравновесных условиях. В общем случае проявление эффекта самоконсервации зависит от размера и совершенства структуры извлечённого гидратного керна. Большие куски монолитного почти прозрачного гидрата (сантиметры, десятки сантиметров) могут месяцами храниться при отрицательной температуре, если минимизировать процесс естественной сублимации ледяной корки на поверхности замороженного гидрата, например, герметичной упаковкой образца. А вот гидратные частицы размером миллиметр и меньше на воздухе практически не «консервируются» и разлагаются довольно быстро. К сожалению, значительная часть гидратов в криолитозоне представлена именно такими мелкими кристаллами — в арктических гидратосодержащих песчаных отложениях ими может быть заполнено до 70% порового пространства. Поэтому изучение природных поровых газогидратов из полученных кернов требует особых условий работы с ними для их лучшей сохранности.

  

     Песчаный керн из подмерзлотного горизонта, насыщение пор гидратами – около 70% (северный склон Аляски). Фото Геологической службы США.

Эффект самоконсервации гидратов имеет большое значение и для сохранности их в толщах мёрзлых пород при изменении термобарических условий, например, при отступлении ледника, регрессии моря или повышении температуры мёрзлых толщ. Сегодня есть фактические данные, свидетельствующие о возможности существовании метастабильных (так называемых реликтовых) газовых гидратов в толщах мёрзлых пород на глубинах до 150–200 м, то есть выше современной кровли зоны стабильности гидрата метана. Их сохранность от момента выхода из зоны стабильности до сегодняшнего дня как раз и обусловлена геологическим проявлением в мёрзлых породах эффекта самоконсервации газогидратов при отрицательных температурах. Именно такие законсервировавшиеся, реликтовые, метастабильные газовые гидраты могут насыщать верхние слои многолетнемёрзлых пород в арктических регионах. Нарушение их неустойчивого состояния покоя в недрах Земли может спровоцировать многие геокриологические опасности, сопровождающиеся внезапным выходом высвободившегося при разложении гидратов свободного газа – от аварий при бурении до газовых выбросов с образованием глубоких кратеров.

Разложение гидрата в замкнутом объёме сопровождается значительным повышением давления до равновесного при заданной температуре, которое, например, при комнатной температуре (около +20 ^оС) может достигать 200 атмосфер!

В заключение нашего краткого рассказа о возможности существования природных газовых гидратов нам хотелось бы отдать дань уважения советским учёным, стоявшим у истоков их изучения. В 1971 г. Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР было зарегистрировано открытие под № 75: «Экспериментально установлено ранее неизвестное свойство природных газов образовывать в земной коре при определённых термодинамических условиях (температура до 295^оК, давление до 250 атм.) залежи в твёрдом газогидратном состоянии». Его авторы Макогон Ю.Ф., Требин Ф.А., Трофимук А.А., Черский Н.В. и Васильев В.Г. получили Дипломы на открытие 4 марта 1971 г.

 Слева направо Черский Н.В., Макогон Ю.Ф., Васильев В.Г., Трофимук А.А., Требин Ф.А. (из открытых источников).

Авторы: Чувилин Е.М., Соколова Н.С., Центр добычи углеводородов Сколтеха.

Народные методы

Еще в давние времена люди научились определять, где может находиться водный источник, наблюдая за природой и используя элементарные физические закономерности. Можно отметить следующие народные способы:

1. Наблюдение за формированием тумана. В достаточно теплое время года в утреннее и вечернее время в местах наиболее близкого расположения грунтовых вод образуется туманное облако. Густота такого облака указывает на глубину залегания водоносного слоя. Надо постоянно наблюдать за такими явлениями на дачном участке и постараться составить примерную карту.
2. Наблюдение за животными. Некоторые животные способны подсказать человеку, где искать воду. Надо просто внимательно наблюдать за их поведением. Так, полевые мыши никогда не будут рыть норы при близком расположении грунтовых вод. Хорошими помощниками могут стать лошади и собаки. В сильную жару лошади начинают бить копытом, а собаки рыть землю в местах наиболее близкого расположения источника. Домашняя птица также способна чувствовать близость воды: куры не будут нестись на участке, где пласт подходит близко, а гуси наоборот стараются гнездиться поближе к водному источнику.
3. Наблюдение за растениями. На фото 2 показаны некоторые растительные «индикаторы». Влаголюбивая растительность не произрастает, где земля слишком сухая из-за глубокого расположения водоносного слоя. В тех зонах, где буйно зеленеют мать-и-мачеха, болиголов, щавель, крапива, можно планировать место под колодец. В принципе, даже примерную глубину до водоноса можно определять по растениям. Ива, ольха, береза свидетельствуют о малой глубине, а наклон их кроны указывает на расположение нужного места. Вишни и яблони не любят сырости, а потому предпочитают участки с заглубленным пластом. При подходе грунтовых вод близко к поверхности их корневая система начинает гнить (см. фото 2. Иллюстрация наблюдения за растениями).

Принцип лозоискательства

В этом разделе показан способ, который также применяется очень давно, правда, вызывает споры среди специалистов, а его эффективность вызывает сомнение. Однако чувствительный человек способен находить водные залежи таким методом.

В принципе, такая технология должна работать, но на участке много помех, которые снижают результативность (водоемы, ручьи, лужи, геологические возмущения в грунте, инженерные коммуникации, куски металла и т. д.). Необходимо отметить, что на участках, где нет случайных водных объемов, эффективность лозоискательства оценивается до 75% .

Поиск проводится следующим образом. Для проведения исследования можно использовать алюминиевую рамку или лозу. В первом случае 2 отрезка алюминиевой проволоки длиной 35-45 см загибаются под углом 90º, причем отогнутый конец составляет 12-16 см. Проволока вставляется в трубочки в виде тростника так, чтобы могла свободно поворачиваться.

Человек берет трубочки с проволокой в обе руки, направляя загнутые концы в разные стороны, и начинает движение по участку. При прохождении над подземным потоком проволочные рамки повернутся вовнутрь. Отмечается место, где произошло такое явление. Затем для проверки осуществляется движение перпендикулярно первому направлению. Если все повторится в том же месте, то это и есть нужная точка для копания колодца.

Второй метод предусматривает использование лозы. Срезается ветка, имеющая 2 ответвления, между которыми угол составляет порядка 145-155º, и хорошо просушивается. При поиске воды концы лозы берутся в разные руки так, чтобы ответвления оказались по центру и были направлены вверх. При прохождении над источником лоза повернется.

Профессиональные методы

Абсолютно точно вычислить водоносный горизонт удается при проведении инженерно-геологического исследования. Такие опыты самостоятельно провести не получится. Для этого необходимо обладать специальными знаниями и навыками, а также иметь необходимое оборудование.

Услуги по изучению гидрогеологических условий местности, определению количественной и качественной оценки водного запаса предоставляют специализированные компании, одним из направлений деятельности которых является инженерная геология.

Перспективным методом поиска оптимального места для бурения скважин является гидрогеологическая съемка. Именно она позволяет:

• обнаружить водоносные горизонты;
• установить запас подземных вод.

На основании полученных результатов делаются выводы относительно целесообразности бурения скважины на указанном участке.

Существуют и другие профессиональные способы геологоразведки, к которым относятся:

• электрическое зондирование;
• сейсмическая разведка;
• бурение разведочных выработок.

Единственным недостатком таких методов поиска лучшего участка для скважины является необходимость нести финансовые затраты, направленные на оплату услуг, предоставляемых специалистами.

Для многих именно это обстоятельство является решающим, чтобы отказаться от использования таких эффективных способов.

Где не следует искать воду

Растительность, произрастающая на участке, а также его рельефные особенности позволяют определить не только близкое расположение воды, но и ее отсутствие. Воду не следует искать в следующих местах:

• на холмистых участках;
• возле водоемов, в том числе рек, озер и прудов;
• в непосредственной близости от обрывов рек;
• на участке, где растет бук или акация;
• в непосредственной близости к карьерам или водозаборам.

Ни одно живое существо не способно выжить без воды. А значит, водоносная жила подобна золотой, и искать ее не менее увлекательно. Собственный колодец позволяет решить проблему отсутствия центрального водоснабжения на участке. Но даже при отсутствии этой проблемы, автономное водоснабжение значительно сэкономит время и средства. Главное — приступая к поискам воды, использовать не один метод, а несколько.

В настоящее время наиболее популярным способом является использование алюминиевой проволоки. Однако, даже отыскав место залегания воды, нужно использовать и другие способы, которые подтвердят этот факт и позволят избежать ошибок.

Глубинные артезианские водонесущие пласты

Иметь на даче артезианскую скважину – мечта любого хозяина. Нужно заметить – мечта трудноисполнимая. В соответствии с требованиями закона о недрах такой водозабор подлежит обязательному лицензированию, а санитарно – охранная зона скважины составляет не менее 30 метров от нее в любую сторону. Таким образом, зона отчуждения составит порядка 40 соток, причем на этой территории запрещены любые виды хозяйственной деятельности. Продадут ли вам эту землю – большой вопрос и сколько она будет стоить? Хотя места в России много.

Возможен выбор при решении задачи – бурить коллективный артезианский водозабор на небольшой поселок, тогда расходы не покажутся избыточными.

Глубина скважины на воду в этом случае может колебаться от 70 до 200 метров, бурить на такие горизонты залегания – вполне обычная практика. Качество живительной влаги из таких скважин, как правило, получается очень высоким, она прозрачна и вкусна, что не удивительно при такой толщине фильтрующего слоя. Информацию о значимости и качестве воды в пласте может дать гидрогеологическая карта района.

Отдельно стоит упомянуть гравийный водоносный слой. Бурить в такой среде очень сложно, самым производительным является процесс при промывке. Но если применяются глинистые смеси, засорение скважины очень значительно и потребует длительной раскачки, даже если вода окажется подпертой внутренним давлением в пласте. Качественно вскрытый пласт дает хороший дебет и вкусную воду.

Популярные способы поиска воды на участке

При желании поиск воды под скважину можно осуществить несколькими способами. Самые распространенные из них:

Использование глиняной посуды

Старинный метод определения присутствия воды предполагал использование глиняного горшка. Его сушили на солнце, затем переворачивали и устанавливали на землю над местом предполагаемого залегания водной жилы. Через некоторое время посуда запотевала изнутри, если под ней действительно располагалась вода. Сегодня этот способ несколько усовершенствован.

Нужно взять литр или два силикагеля, который является отличным влагопоглотителем. Его тщательно просушивают в духовке и насыпают в глиняный горшок. После чего посуду с гелем взвешивают на точных весах, лучше аптекарских. Затем заворачивают в ткань и закапывают на глубину примерно полметра в месте, где предполагается бурить скважину. Оставляют там на сутки, затем выкапывают и снова тщательно взвешивают.

Ни один и ни два водоносных пласта уже были найдены с помощью силикагеля

Чем больше влаги впиталось в гель, тем ближе вода. Можно на начальном этапе закопать несколько горшков и выбрать место с наиболее интенсивной отдачей воды. Вместо силикагеля может быть использован обычный кирпич, который так же просушивается и взвешивается.

Наблюдения — где растут растения?

Некоторые растения являются отличными индикаторами, указывающими на подземный водоем.

Растения подскажут, есть ли на участке вода

Например, береза, растущая над водотоком, будет небольшой высоты с узловатым, искривленным стволом. Ветви дерева, расположенные над ним, будут образовывать так называемые «ведьмины метелки». Близко расположенную к поверхности воду покажут заросли мокрицы, невысокого травянистого растения. Гравилат речной прямо указывает на расположенный под ним водоток. А вот сосна, с ее длинным стержневым корнем, говорит об обратном – на этом месте вода располагается достаточно глубоко.

Определение по перепаду высот

Этот метод можно использовать только в том случае, если неподалеку находится любой водоем или колодец. Понадобится обычный барометр-анероид, при помощи которого будет замеряться давление. Исходя из того, что на каждые 13 м перепада высот давление упадет примерно на 1 мм ртутного столба, можно попытаться определить глубину залегания подземных вод. Для этого нужно измерить давление в месте предполагаемой скважины и на берегу водоема. Перепад давления величиной, около половины мм рт. ст. свидетельствует, что глубина залегания водоносного пласта – 6 или 7 метров.

Наблюдения за природными явлениями

Почва, насыщенная подземной влагой, обязательно будет испарять ее

Ранним утром или вечером в конце очень жаркого летнего дня стоит обратить внимание на участок, где предполагается обустраивать скважину

Если над ним образовывается туман – вода там есть. Лучше всего если туман поднимается столбом или клубится, значит, влаги много и она достаточно близко. Так же следует знать, что водоупорные слои обычно повторяют рельеф местности. Таким образом, в котловинах и естественных впадинах, окруженных возвышенностями, вода обязательно будет. А вот на склонах и равнинах ее может и не быть.

Типы подземных вод

Путем строительства колодца или сооружения скважины владельцы загородных участков решают проблему отсутствия питьевой воды.

Подземные воды делятся на три типа

Прежде чем начать поиск воды под скважину, применяя народные способы и современные профессиональные методы, следует определить и зафиксировать наличие таких ресурсов. Следует узнать, какая глубина залегания водоносного горизонта под землей.

На какие типы делятся подземные воды:

1. Верховодка. Этот тип подземных вод залегает в пределах 2-5 метров от поверхности. Он образуется в результате фильтрации атмосферных осадков. Этот тип вод может колебаться, поскольку залегает неглубоко: в засушливый период – понижается, а после выпадения осадков – повышается.
2. Грунтовые воды. Залегают в осадочных породах на глубине 8-40 метров от поверхности. Сверху они защищены несколькими слоями пород, поэтому смена сезонов года на них не влияет. Иногда они самостоятельно пробиваются родниками в понижениях рельефа и поставляют чистую вкусную воду.
3. Артезианские воды. Залегают чаще всего на глубине более 40 метров. Чаще всего они встречаются в скальном известняке по трещинам. В воде отсутствуют глинистые взвеси, но есть минеральные соли. Дебит артезианских скважин довольно стабилен.

Качественные параметры и количественные показатели водоносного слоя имеют ключевое значение. Гидрогеологи чаще всего применяют метод предварительной разведки при поиске и определении глубины водоносного горизонта.

Дедовские способы поиска воды для колодца и скважины

Для добычи воды колодцы сооружались с древнейших времен, и уже тогда существовало множество способов поиска места их правильного расположения. Они основывались на наблюдении за поведением животных и атмосферными явлениями, анализе окружающего ландшафта и различных примет, позволяющих определить, где водяная жила подходит близко к земле, и где можно выкопать колодец.

Исходя из многолетнего опыта, известно, что колодец не стоит рыть в местности со значительными возвышениями рельефа, на обрывистом берегу реки, вблизи карьеров и каньонов. Рядом с болотом и низким берегом реки вода будет непригодна для питья. В ложбинах и низинах вероятность найти водяную жилу выше. Поиск воды для колодца своими руками дедовскими способами довольно часто применяются и в настоящее время.

Приятно и полезно проследить за туманом

При поиске места для строительства колодца приятно и полезно проследить за туманом. Это атмосферное явление может наблюдаться и в теплое время года рано утром и вечером

Нужно обратить внимание на то место, где его плотность выше всего, как раз там подземный водяной слой подходит ближе всего к поверхности почвы

Если в одном и том же месте по утрам концентрируется и клубится туман, можно с уверенностью сказать, что вода там есть. Это обуславливается тем, что подобного рода туман образуется испарениями подземной влаги. В отличие от обыкновенного тумана, который неподвижен, влажные испарения клубятся или стелются по поверхности почвы.

Интересные наблюдения — как растут растения

Очень полезно понаблюдать, как растут деревья и кустарники на дачном участке. Заросли камыша появляются в местах залегания воды не глубже трех метров под поверхностью почвы, полынь растет над водоносным слоем, расстояние до которого варьируется от пяти до семи метров. Брусника, черемуха и багульник также располагаются в увлажненных местах.

Ива и ольха всегда растут поблизости от выхода влаги к поверхности земли. Поиск воды надо начинать там, куда наклонена крона влаголюбивых деревьев. А вот такие деревья, как яблоня и вишня, в таких местах никогда не будут чувствовать себя хорошо. В таком случае они болеют и приносят гнилые плоды, поэтому, если только что высаженная яблоня начинает хиреть на глазах, в этом месте и надо рыть колодец.

Меньшие наши братья не скажут, но покажут

Братья наши меньшие разговаривать не умеют, но могут показать своим поведением, где располагается водоносная жила. Грызуны никогда не будут оборудовать свои норки в местах с высокой грунтовой влажностью. В жаркую погоду испытывающий жажду конь начинает бить копытом там, где близко расположена грунтовая влага.

Спасающийся от зноя четвероногий друг человека ложится на землю в предварительно выкопанное углубление поблизости от водоносного слоя. Несущиеся куры никогда не будут класть яйца во влажных местах, а вот гуси и утки поступают прямо противоположным образом. Мошкара роится и собирается в столбики там, где вода близко.

1. Понятие режима подземных вод

Режим подземных
вод – это закономерные во времени
изменения, которые происходят в
водоносном горизонте как эпизодические,
суточные, сезонные, годовые, многолетние
и вековые колебания в связи с
метеорологическими и геологическими
процессами. Понятие о режиме подземных
вод охватывает все стороны их деятельности
и свойств: температура, физическое
состояние, характер водообмена, уровень
(напор), дебит, химический и газовый
состав и др. Режим подземных вод может
быть весьма непостоянным (верховодка),
непостоянным, зависящим от эпизодических
климатических факторов (верхние
горизонты грунтовых вод), постоянным
(нижние горизонты грунтовых вод), весьма
постоянным (артезианские воды).

Влияние на строительство

Проектирование любых сооружений, предполагающих заливку фундамента, всегда должно начинаться с измерения уровня залегания грунтовых вод. Чем выше их расположение, тем меньше грунт способен выдерживать несущие опоры. Если залегание подземного водоносного слоя находится на глубине меньше 2 метров, то это считается высоким уровнем грунтовых вод. При таком их расположении от строительства, требующего обустройства котлована или траншеи, стоит отказаться.

Схема пробной скважины для определения уровня грунтовых вод.

Также избегать строительства стоит, если при высоком уровне грунтовых вод между поверхностью земли и водоносным слоем находится песчаная почва с илистой примесью. Попадание влаги в слои песчаной породы приведет к изменению грунта (он начнет «плавать»), что пагубно скажется на способности несущих конструкций выдерживать нагрузки, создаваемые самим зданием. Если же на этом уровне расположен пласт глинистого сланца, то попадание в него воды приведет к его размягчению, из-за чего потеряется устойчивость почвы, что неминуемо будет способствовать искривлению уровня фундамента.

В любом случае, при наличии подобных проблем, стоимость застройки будет неоправданно высокой. Дело в том, что подземные воды постоянно будут заливать вырытый котлован, даже при наличии качественной гидроизоляции и дренажа, что не позволит произвести заливку фундамента. Такие меры лишь на короткий срок обеспечат необходимый эффект, но сами грунтовые воды не исчезнут и, по прошествии небольшого промежутка времени, снова восстановят свой первоначальный уровень.

Уровень подземного водоносного слоя обуславливает ограничение в виде выбора фундамента, его глубины, размера и сроков строительства. Помимо этих показателей, уровень подземного водоносного слоя накладывает ограничения на выбор материалов для застройки и их технических характеристик (плотность, прочность, водонепроницаемость и т.д.). Решение об обустройстве цоколей и подвалов тоже напрямую зависит от уровня грунтовых вод.

Схема понижения грунтовых вод.

Поэтому в строительстве принята норма расстояния от основания фундамента до залегающих грунтовых вод, равная 0,5 метра и выше. Это позволит обустроить все несущие конструкции согласно нормам и гарантирует надежность эксплуатации построенного здания. Если расчет был выполнен без учета этой нормы, то произойдет неравномерное пучение грунта, следствием чего станет перекос фундамента, который вызовет появление трещин в конструкциях, что может привести к их обрушению. Именно поэтому уровень грунтовых вод необходимо определять еще на стадии проектирования здания.

Условия залегания подземных вод

По условиям залегания обычно выделяют следующие типы подземных вод:

Воды верховодки. Верховодкой называется подземная вода, залегающая на небольшой глубине в зоне аэрации — зоне свободного проникновения воздуха. Обычно верховодка не имеет сплошного распространения, а образует сравнительно небольшие линзы, которые подстилаются водоупорными породами (рис. 23). Мощность таких линз верховодки обычно не превышает 0,5—1 м, реже достигает 2—3 м. Здесь вода находится уже в гравитационной форме и обладает уровнем. Уровень воды верховодки подвержен значительным колебаниям, чем и объясняется ее исчезнове­ние в колодцах в районах с засушливым климатом.

Грунтовые воды. Атмосферные воды, просачиваясь сверху вниз до водоупора, а затем перемещаясь в горизонтальном направлении, постепенно заполняют все пустоты горной породы. Так возникают водоносные горизонты (рис. 23).

Водоносным горизонтом называется пласт или слой породы, в котором поры, пустоты и трещины заполнены водой. У каждого такого пласта имеются кровля и подошва. Если пласт не полностью заполнен водой, то под водоносным горизонтом понимают лишь его водонасыщенную часть. Первый от земной поверхности постоянный водоносный горизонт называется горизонтом грунтовых вод. Грунтовые воды обладают свободной поверхностью — зеркалом, или уровнем грунтовых вод. Этот уровень непостоянен. Обычно он повышается в дождливые и понижается в засушливые периоды. Если уровень грунтовых вод на каком-то участке поднимается до земной поверхности, то здесь образуется болото.

Вцелом грунтовые воды характеризуются наличием свободной водной поверхности — уровня, наличием только одного, подстилающего, водоупора и отсутствием напора.

Межпластовые (пластовые) воды. Отличие межпластовых вод состоит прежде всего в том, что они заключены между двумя водоупорами, т. е. ограничены ими и сверху (со стороны кровли) и снизу (со стороны подошвы). Водоносные горизонты, содержащие межпластовые воды, обычно характеризуются обширной областью распространения, часто измеряемой тысячами квадратных километров. При этом они залегают на значительной глубине, выходя на поверхность лишь на периферии.

Подземные воды вместе с вмещающими их породами образуют гидродинамические системы, которые делятся на безнапорные и напорные.

Безнапорные гидродинамические системы обычно характерны для бассейнов грунтовых вод, не обладающих естественным напором.

В пределах напорных систем атмосферные воды попадают в проницаемый пласт в районах, где он обнажается на поверхности, в так называемой области питания. Постепенно атмосферная влага проникает вглубь и полностью насыщает весь пласт. Перемещаясь по пласту, вода достигает других участков выхода его на поверхность и самоизливается, образуя источники подземных вод. Это область разгрузки, или дренажа пластовых вод. В зависимости от рельефа и высотного положения областей питания и разгрузки в центральной, наиболее прогнутой части бассейна могут существовать условия, благоприятные для создания напора, т.е. самопроизвольного излияния воды под давлением (рис. 24,а).

Таким образом, в центральной части бассейна образуется область напора, в пределах которой вода из скважин способна изливаться в виде фонтана. Высота подъема воды зависит от расположения скважин относительно областей питания и дренажа и от гидростатического уровня.

Гидростатическим (пьезометрическим) уровнем называется воображаемая поверхность, проходящая через область питания и разргузки и определяющая высоту подъема воды в данном месте (рис. 24). Пьезометрический уровень обычно выражается в абсолютных отметках по отношению к уровню моря. Выше этого уровня артезианская вода при фонтанировании подняться не может.

Другой характеристикой области напора является гидростатический (пьезометрический) напор, под которым понимают высоту столба воды от кровли водоносного горизонта до пьезометрического уровня. Пьезометрический напор выражается в метрах.

На какой глубине живет водоносная жила в земле

Водоносная жила в земле удерживается глиняными или каменными границами, которые не дают влаге подняться на поверхность или уйти вниз. Располагаются водоупорные слои, между которыми находится водоносная жила, под всевозможными углами, и в местах их изгибов образуются полости, заполненные водой. Такие обстоятельства и являются предметом изысканий при строительстве скважины. Познакомившись с нижеследующим рисунком, мы легче поймем, где можно копать колодец.

При обустройстве шахты можно обнаружить водоносную жилу, расположенную слишком близко от поверхности земли на глубине менее двух с половиной метров. Для устройства колодца она не годится, так как наполняется просочившимися через почву атмосферными осадками в виде дождя, растаявшего снега и так далее.

В образовавшемся подземном озере скапливается много грязи, вода из него не годится для питья. К тому же жарким летом оно может просто пересохнуть, и воды в таком колодце не будет до сезона дождей. Схема размещения водоносных слоев в земле

Пригодная для строительства колодца водоносная жила располагается в земле на глубине около пятнадцати метров. При просачивании в грунт вода очищается от грязи, мусора и вредных примесей толстыми слоями песка и ее можно использовать для приготовления пищи и питья.

Методы минимизации рисков от грунтовых вод

Но даже в тех случаях, когда имеется информация о неагрессивности грунтовых вод к бетону в данной местности, отмена устройства гидроизоляции подземных частей здания чревата хорошим уменьшением срока службы бетонных конструкций. Слишком большое влияние оказывают на природу, в том числе грунтовую воду и степень ее агрессии техногенные факторы. Возможность близкого строительства – это одна из причин подвижек грунта и как следствие, изменения поведения грунтовых вод. А химия и ее «накопление», в свою очередь, находится в прямой зависимости от близости сельскохозяйственных угодий.

Учет уровня грунтовых вод, а также сезонных изменений этого уровня – для частной стройки архиважен. Высокая грунтовая вода — это ограничение в выборе. От нее зависит если не вся, то огромная доля экономики индивидуального строителя. Без учета поведения и высоты грунтовой воды нельзя выбирать тип фундамента для дома, принимать решения о возможности устройства подвала и подвального помещения, устраивать погреба и канализационный септик. Дорожки, площадки и все благоустройство участка, включая и озеленение, также требуют на стадии проектирования серьезнейшего учета влияния грунтовой воды. Дело осложняется тем, что ее поведение находится в тесной связи со структурой и видами грунтов на участке. Воду и грунты надо изучать и рассматривать в комплексе.

Верховодка, как разновидность грунтовой воды, может создавать огромные проблемы, и не всегда сезонные. Если у вас песчаные грунты, а дом построен на высоком берегу реки, то сезонных верховодок вы можете и не заметить, вода уйдет быстро. Но если рядом озеро или река, и дом стоит на низком берегу, то даже при наличии песочка в основании участка вы будете на одном уровне с водоемом – как сообщающиеся сосуды, и в этом случае борьба с верховодкой вряд ли будет успешной, как и любая борьба с природой.

В случае, когда грунт – не песок, водоемы и реки далеко, но грунтовая вода очень высокая, ваш вариант – это создание эффективной дренажной системы. Каким будет ваш дренаж — кольцевым, пристенным, пластовым, самотечным или с использованием откачивающих насосов, решается индивидуально, и учесть надо многие факторы. Для этого надо иметь информацию о геологии участка.

В некоторых случаях дренаж не поможет, например, если вы находитесь в низине, а мелиорационного канала поблизости нет и воду отводить некуда. Также не всегда под первым водонесущим слоем оказывается безнапорный слой, в который возможно отвести верховодку, эффект от бурения скважины может быть и обратный – вы получите ключ или фонтан. В случаях, когда устройство дренажа не принесет результата, прибегают к устройству искусственных насыпей. Поднять участок на уровень, где грунтовые воды не достанут вас и ваш фундамент — затратное экономически, но иногда единственно верное решение. Каждый случай индивидуален, и решения хозяин принимает исходя из гидрогеологии своего участка.

Но в очень многих случаях вопрос решается именно дренажом, и важно правильно выбрать его систему и грамотно организовать водоотвод

Узнать уровень грунтовой воды у себя на участке и отслеживать его изменения – с этими вопросами владельцы индивидуальных участков справляются самостоятельно. Весной и осенью обычно УГВ выше, чем зимой и летом, это связано с интенсивным снеготаянием, сезонностью атмосферных осадков, возможно с затяжными дождями в осенний период. Узнать уровень грунтовой воды можно, измерив его в колодце, шурфе или скважине, от водяного зеркала до поверхности грунта. Если пробить несколько скважин у себя на участке, по его границам, то несложно отследить сезонные изменения УГВ, а на полученных данных возможно принимать решения по строительству — начиная от выбора фундамента и систем водоотвода, и заканчивая планированием огородных посадок, разбивки сада, благоустройством, а также разработкой ландшафтного дизайна.

Практические методы обнаружения воды

Помимо визуального наблюдения и анализа увиденного, найти воду помогут практические методы обнаружения воды на участке с помощью различных инструментов и приспособлений. Таковыми могут служить стеклянные банки и глиняные горшки, виноградная лоза и алюминиевая проволока, влагопоглощающие материалы (силикагель или красный кирпич и так далее).

Надо сказать, что в настоящее время эти методы применяются все реже. Хотя самостоятельные поиски водоносной жилы очень увлекательны, тут можно представить себя золотоискателем. Куда надежнее и результативнее произвести разведочное бурение в нужном месте. Правда, это требует финансовых затрат.

Самое простое — опросить соседей по участку

Самым простым, но в то же время и наиболее действенным методом поиска места, где лучше всего оборудовать колодец, является опрос соседей по участку.

Те из них, кто уже обзавелся собственным автономным источником водоснабжения, наверняка, проводили изыскания пред тем, как его вырыть. Именно таким должен быть анализ воды на Вашем участке

Они могут оказать действенную помощь, предоставив сведения о проведенных разведывательных работах. Эта информация поможет значительно сэкономить время на поиски водоносного слоя. Если же у соседей по участку колодцев нет, придется искать воду своими силами.

Биолокация с помощью рамки из лозы или алюминия

Расположение водоносного слоя можно определить биолокацией с применением рамки из алюминия или ивовой лозы. Порядок действий рамки из алюминия следующий:

• два сорокасантиметровых отрезка проволоки изгибаются под прямым углом, как на фото и помещаются в полую трубку таким образом, чтобы они могли в ней свободно вращаться;
• развернув концы проволок в разные стороны и взяв трубки в руки, начинаем движение по участку;
• в том месте, где концы проволоки сойдутся, располагается водоносный слой;
• контрольное прохождение участка совершается в перпендикулярном направлении.

Манипуляции при использовании рамки из ивовой лозы похожи. Этот метод называется лозоходство и заключается в следующем:

• с ивы срезается ветка с развилкой величиной приблизительно сто пятьдесят градусов;
• лоза тщательно высушивается;
• при прохождении участка лоза берется в руки таким образом, чтобы ствол был направлен вверх;
• в том месте, где он опустится вниз, находится вода.

Самое надежное — провести разведывательное бурение

Самый надежный метод обнаружения воды на участке – проведение на нем разведывательного бурения.

Используя обычный бур, проходят несколько метров породы до столкновения с горизонтом залегания воды. Прежде, чем приступать к рытью колодца, нужно отправить ее пробу на анализ для определения наличия в ее составе вредных примесей. Компактная буровая установка для частного применения

Народный метод — расставляем горшки и банки

Народный метод поиска воды на участке осуществляется с помощью стеклянных банок и глиняных горшков. С вечера по всему участку кверху дном расставляются обычные стеклянные банки для консервирования или горшки. Утром они внимательно рассматриваются. Емкости, на дне которых собралось наибольшее количество сконденсированной влаги, обозначат место расположения водяной жилы.

Метод поиска воды измерением массы гигроскопичных материалов

В одинаковые глиняные горшки помещается влагопоглощающий материал, например, обычная поваренная соль. Горшки с солью взвешиваются и закапываются в землю равномерно по всему участку. Затем они выкапываются и вновь взвешиваются. Те из них, которые получили наибольшую прибавку в весе, покажут место нахождения воды.

Применение барометра и других приборов — это серьезно

Такой прибор как барометр, которым можно измерить величину атмосферного давления, позволит определить глубину залегания водяной жилы в том случае, если поблизости от участка располагается река, озеро или другой водоем и, таким образом, поможет ответить на вопрос: как найти воду для колодца?

Атмосферное давление измеряется на участке и на берегу водоема. Затем следует вспомнить из школьного курса физики, что один миллиметр ртутного столба соответствует перепаду высоты в тринадцать метров и сравнить показания измерений. Если разница составила половину миллиметра ртутного столба, значит водоносный слой располагается на глубине 13/2=7,5 метров.

Надеемся, что изложенная информация поможет найти на Вашем участке кристально чистую воду. Нижеследующий ролик излагает авторитетное мнение гидролога по данному вопросу.

Как найти воду с помощью рамки

Очень часто поиск воды для скважины проводится с помощью биолокации, старинного и очень точного метода определения водотока. Прежде, чем приступить к поискам, нужно будет приготовить рамки, которые представляют собой отрезки алюминиевой проволоки длиной около 40 см. Их концы на уровне примерно 10 см загибаются под прямым углом. Считается, что лучше всего вставить рамки в трубочки из бузины, у которых удалена сердцевина. Проволока в трубках должна абсолютно спокойно проворачиваться. Так же в качестве рамки могут быть использованы развилки веток калины, вербы или лещины.

Рамки представляют собой небольшие отрезки алюминиевой проволоки, загнутые под прямым углом

• Определяем по компасу положение сторон света и отмечаем их на территории участка колышками.
• В каждую руку берем по рамке. Локти прижимаем к бокам, предплечья направляем параллельно земле, так, чтобы рамка стала как бы продолжением рук.
• Медленно пересекаем территорию участка с севера на юг, а затем с востока на запад. В месте, где под землей находится водоток, рамки начнут двигаться и пересекутся. Это место отмечаем колышком.
• Учитывая, что обычно вода залегает в виде своеобразных жил, найдя одну точку, определяем весь водоток. Для этого предыдущую операцию проделываем несколько раз, всякий раз отмечая колышком место, где рамки пересеклись.

Определяем мощность и глубину залегания водотока. Представляем себе, что погружаемся на глубину собственного роста, затем на двух, трех или более таких расстояний. Первый раз рамка среагирует на верхнюю границу водяной жилы, второй – на нижнюю.

Скважина на участке – практичное решение для обеспечения водоснабжения дома и приусадебного участка. Методики самостоятельного поиска подземного водотока позволят определить наличие воды на участке и помогут принять решение о возможности обустройства системы. Но не стоит слишком полагаться на них, ведь все эти способы, хоть и считаются достаточно точными, дают только общие ответы на вопросы. Абсолютно точно определить наличие водоносной жилы, глубину ее залегания и мощность смогут только специалисты.

Строительство колодца – самый верный способ обеспечить дачный участок или загородный дом источником воды, которая может использоваться как для питья и бытовых нужд, так и для полива садовых насаждений. Процесс этот несложен, и при наличии нескольких рабочих рук может осуществиться своими силами. Осталось лишь понять, как найти воду для колодца в таком количестве на участке, чтобы хватило на обеспечение всех потребностей семьи.