Как заземлить воду: Как заземлить бойлер, если нет заземления

Содержание

Как заземлить бойлер, если нет заземления – sdmclimate.ru

Вода, поступающая в систему водоснабжения, является хорошим проводником, а электронагревательные приборы в квартирах и частных домах работают от электричества. Вне зависимости от типа электроприбора ( проточный или накопительный ) жидкость соприкасается с нагревательным элементом.

В случае отгорания проводников, разрушения корпуса нагревателя , попадания фазного корпуса на корпус, контакта между водой и оголенным проводом не избежать. Жидкость становится проводником для тока утечки. В случаях, когда пользователь прикасается к незаземленному металлическому корпусу прибора или подставляет части тела под поток воды, электрический ток потечёт по пути: фаза 220 В – вода водонагревателя – тело человека – земля (через воду). Ощутимый удар, часто приводящий к летальным случаям, неизбежен.

В другом случае возможно возникновение разности потенциалов между двумя электроприборами (часто можно встретить не совсем верное название «блуждающие токи»), находящимися в одном помещении. В этом случае одновременное прикосновение к устройствам также приводит к ощутимым «пощипываниям». Заземление в таких случаях служит для выравнивания потенциалов контуров. Кроме того, наличие «лишних» потенциалов на приборах ускоряет их разрушение.

Существует два различных способа защиты от поражения электрическим током – защитные заземления и зануление. По незнанию авторы часто их называют одним словом заземление.

В чем различие? В случае «настоящего» заземления металлический корпус электроприбора соединяется отдельным проводником со специальным контуром. Как его изготовить в частном доме или на даче расскажем ниже.

В этом случае попавшее на прибор рабочее напряжение отводится по пути: корпус электроустановки – проводник – шина заземления – земля. Сопротивление такого контура согласно правилам устройства электроустановок не должно превышать 4 ОМ, что намного меньше сопротивления кожи человека. Таким образом, весь ток уйдёт в землю. Если значения силы тока велики, то сработает автомат защиты – электропитание электроустановки потребителя (так правильно называют электроприборы) будет отключено.

В случае зануления в розетке присутствует дополнительный провод (окрашен в жёлто-зелёный цвет) и называется РЕ-проводником. Провод зануления в нагревателе подключен к опасным частям электроприбора, которые могут стать источником утечки тока. При нарушении целостности нагревательного элемента, попадания фазы на корпус ток потечет по пути: фазный провод – корпус прибора ( нагреватель ) – защитный провод зануления – распределительный щиток квартиры. При превышении номинального тока сработает устройство защиты.

Выбор типа заземления любого вида водонагревателей в квартире зависит от организованной схемы электропитания жилого дома.

Существует несколько простых, на первый взгляд, способов организовать защиту в своей квартире, но пользоваться которыми категорически запрещено:

1) Соединение третьего провода в розетке с трубами водопровода или отопления, проходящими по кухне или в ванной комнате.

В случае пробоя фазы на корпус нагревателя или стиральной машины весь опасный потенциал попадёт на стояк подъезда. Сосед, открывший воду, обречён на электрический удар. Тем более такой способ не действует в случае замены части металлических труб пластиковыми аналогами – «заземление» не выполнит своей функции.

2) Объединение в розетке нулевого и заземляющего контактов. Обрыв нуля в таких случаях приводит к появлению опасного напряжения на корпусах всех включенных в сеть квартиры потребителей.

3) Заземление нескольких приборов последовательно друг за другом. При возникновении неисправности в одном устройстве все остальные окажутся под опасным напряжением.

4) Соединение нескольких проводов на одну клемму шины. Для каждого устройства должен быть предусмотрен отдельный контакт.

5) Самостоятельное изготовление заземляющих устройств и подключение к ним шины. Такие устройства могут нарушить работу всей системы энергоснабжения дома и не выполнить своего предназначения вовсе.

До 1998 года согласно действующим тогда нормативам большинство домов было запитано по так называемой схеме TN-С или схема с глухозаземлённой нейтралью.

В дому подводился четырёхжильный кабель, в котором было 3 фазы и один нулевой проводник. В квартире такую систему опознать просто – все розетки не имеют защитного контакта, они двухконтактные.

В домах современной постройки электропитание подводится пятижильным кабелем (TN-S проводка), в котором рабочий и защитный нулевые провода разделены. Розетки имеют защитный контакт, также, как и при использовании схемы TN-C-S. Существуют и другие схемы заземлений.

В домах старой постройки для организации заземления придётся выполнить ряд работ и потратиться на приобретение материалов.

Приобретают медный одножильный провод с сечением не менее 4 мм2, который с одной стороны подключается к контакту заземления на электроприборе. Другой конец провода присоединяют к шине в межэтажном щитке. Желательно провод проложить в штробе, для исключения повреждения. Для подключения на концы провода припаивают контакт для затяжки под болт.

Другой способ обезопасить себя от поражения электрическим током — установить устройство защитного отключения (УЗО) или дифференциальный автомат.

Прибор ставится отдельно на водонагреватель или на общий ввод электропроводки.

Суть работы устройств, если говорить кратко, заключается в следующем. Прибор устанавливается в разрыв обоих проводников (фазы и нуля), по которым осуществляется электропитание помещений. При нормальных условиях эксплуатации токи, протекающие по фазному и нулевому проводнику равны. Питание остаётся подключенным.

При возникновении тока утечки через один из проводов значения протекающих токов станут различными. Устройство защитного отключения или дифференциальный автомат отключат оба проводника от потребителя.

Для монтажа в жилых помещениях предусмотрена установка таких приборов отключения, которые срабатывают на ток утечки 30 мА. Время срабатывания приборов не позволяет получить электрический удар опасный для здоровья.

Обустроить индивидуальную систему заземления в частном доме или на даче по силам любому владельцу недвижимости.

В любом случае выполнить общестроительную часть лучше самостоятельно – это сбережет значительную сумму денежных средств.

Порядок изготовления:

Отступив от фундамента дома 1,5 – 2 метра роют траншею по форме равностороннего треугольника со стороной 2 – 2,5 м. Глубина углубления 60 см, ширина – 40 – 50 см. Между треугольником и стеной дома также роют углубление для подводки шины к распределительному щитку.

По углам треугольника в землю вбивают штыри из металлической арматуры диаметром 12 – 14 мм, оставляя над дном траншеи 5-10 см.

Вбитые штыри соединяют между собой, приваривая металлическую полосу толщиной 4 мм и шириной от 40 мм. Такую же полосу, приварив к штырям, выводят на стену здания.

Траншею зарывают.

К полосе, выведенной на стену, приваривают болты с диаметром резьбы 8-10 мм – к ним будут подключаться провода заземления от бытовых электроприборов (бойлеры, стиральные и посудомоечные машины, различные станки).

Клемму заземления нагревателя одножильным медным проводом сечением 4 мм2 или алюминиевым сечением 6 мм2 соединяют с болтом, приваренным на шину. Подключение проводят «под болт».

Итак, подключение бытовых водонагревателей и других энергоёмких приборов к системе защитного заземления вызвано необходимостью соблюдения правил техники безопасности.

Устройство спасает жизни пользователей при неисправностях электроприборов и сводит к минимуму вероятность возникновения пожаров. Несложная в выполнении система заземления поможет избежать трагедий при пользовании электроприборами.

Наиболее распространённый вариант заземления водонагревателя – это замыкание заземляющего провода на какой-либо металлический предмет, непосредственно связанный с землёй. Это может быть стояк водопровода или отопления, в панельных домах провод заземления можно подключить к металлическим закладным деталям, которые имеют соединение с землёй через сеть арматур, находящихся внутри бетонных панелей. В последнем случае, подключаясь к земле через арматурную сеть, вы лишите возможности блуждающим токам медленно и неуклонно приводить водопроводные стояки в негодность – это наименьшее из зол.

Но самый оптимальный вариант решения проблемы заземления – это повторное заземление или как его ещё называют в народе зануление. Заземляющий провод просто-напросто замыкается на ноль электропроводки. Только делать это нужно не в самой розетке для подключения водонагревательного бака, а как можно ближе к счётчику электроэнергии – домашняя электрощитовая является самым подходящим для этих целей местом. Дело в том, что если пренебречь этим требованием и выполнить зануление непосредственно в электрической розетке, то последствия аварийного пробивания фазы на землю и ноль могут быть не очень приятными, в некоторых случаях просто катастрофическими.

Большинство современных квартир имеет много различной мощной техники, которая одновременно подключена к электрической сети. Одним из таких бытовых устройств является водонагреватель, он считается опасным с точки зрения электротехнической безопасности жилого дома. Среди владельцев квартир мало кто озадачивается заземлением мощных приборов, что считается необходимой мерой для безопасности человека.

В первую очередь нужно дать точное определение такому термину. Заземление – специальное электрическое соединение точки в сети, электротехнического оборудования или приборов с заземляющей конструкцией, которая размещается под землей. Обычно заземляющие электроды закапываются на небольшую глубину, в зависимости от значения сопротивления грунта.

Следуя готовым схемам установки защитного заземляющего контура и электродов, сделать монтаж своими руками не составит особой сложности. Рабочее заземление нужно устанавливать для того, чтобы все бытовые приборы или электротехническое оборудование функционировали правильно и стабильно. Это очень важно для работы заводов, предприятий и других зданий с похожим назначением. По этой причине для них больше подходит такой тип заземления. Для этого делают соединение разрядников, нейтралей, трансформаторов в землей.

Так как не во всех частных домах или дачах сделан защитный заземляющий контур, то для того, чтобы правильно заземлить бойлер, следует сделать монтаж контура.

При желании такую работу можно сделать самостоятельно. Для этого нужно взять готовую схему установки системы, которая будет лучше подходить в определенных условиях.

Самые распространенные схемы – треугольник и квадрат. Такими фигурами называют схему с соответствующим количеством электродом и их размещением. Например, устанавливая защитный заземляющий контур по схеме треугольника, необходимо приготовить три длинных стальных электрода. Каждый из них должен быть не короче 2 м, 15 мм в сечении. Можно использовать медь, но такой материал очень дорогой.

На расстоянии 4-5 метров от распределительного щитка нужно начертить равносторонний треугольник (1,2-1,5 м сторона). Затем необходимо вырыть небольшое углубление и в местах вершин условного треугольника нужно забить стальные электроды на глубину 1,8 м. Потом нужно эти электроды нужно соединить в верней части при помощи сварки. Для этого берутся стальные шины с толщиной в 4мм, а их длина должна быть немного больше стороны размеченного треугольника. После этого подключается к конструкции заземляющий проводник из однородного металла и прокладывается к распределительному щитку дома. Закрепив его надежно к заземляющей установке, можно закапывать траншею.

Заземлить бойлер можно будет только после проверки защитного контура при помощи специальных приборов. Также при желании можно приобрести готовый комплект для заземления с соответствующими стандартами. Когда установка конструкции будет завершена, можно перейти к следующему основному этапу работы.

В квартире или же частном доме должен быть проложен трехжильный кабель с проводом для заземления. Он может иметь зеленый, желтый или желто-зеленый цвет. Такая цветовая маркировка не позволит вам спутать провода с другим назначением. Если в доме или квартире проложен двухжильный кабель без заземляющего провода, следует сменить старую проводку.

Большинство современных бойлеров имеют специальную клемму, которую подключают к заземляющему контакту на розетке. На вилке бойлера также может быть особый контакт, и если ее подсоединить к электрической сети, тогда он будет подключен к заземляющему контуру. Наличие клеммы упрощает процесс работы. Затем необходимо сделать проверку электрической сети, отходящей от распределительного щитка на этаже (улице в частном доме).

Обязательно в стене должна быть вмонтирована особая розетка нового образца, которая имеет защемляющий элемент. Она должна располагаться от места размещения бойлера на расстоянии более полуметра, и на высоте более 80 сантиметров от уровня пола. Проложенный трехжильный кабель нужно расщепить на отдельные провода, чтобы подсоединить их к клеммам на розетке и распределительном щитке или трансформаторе.

Работа должна проходить с обесточенной электрической сетью. Очень важно соблюдать правила техники безопасности. Обесточив помещение можно сделать подключение проводников кабеля к соответствующим точкам в розетке и распределительном щитке. Необходимо определить назначения каждой жилы, чтобы все получилось правильно.

Когда все соединения были закреплены, нужно включить электроснабжение, сделать проверку наличия напряжения в сети при помощи отвертки-пробника. Если у определенной модели водонагревателей имеется готовая встроенная система для заземления, тогда нужно подключить провод «земли» напрямую к специальному зажиму на корпусе устройства.

При подключении бойлера к заземляющему контуру очень важно знать о распространенной ошибке. Достаточно часто бойлер подключают напрямую к розетке через фазный провод. Это является опасной ошибкой при монтаже. В таком случае может произойти аварийное пробивание фазы. Хорошо, если будет установлено автоматическое устройство защитного отключение, что может предотвратить последствия.

Существует распространенный способ заземления водонагревателя. Это можно сделать, замкнув заземляющий контакт на любой металлической конструкций или предмете, которые связаны с землей. Однако такой метод будет способствовать преждевременной коррозии металлических стенок водонагревателя, аккумулируя блуждающий ток в себе. Это приведет к уменьшению сроков эксплуатации данного прибора.

Запрещено делать заземление на металлических деталях железобетонной конструкции, которая находится в основе несущих стен здания. В квартирах провод «земли» нужно подводить к распределительному щитку, соединяя с соответствующей клеммой. Вместе с водонагревателем специалисты рекомендуют устанавливать устройства защитного отключения электричества. Таким образом, можно полностью обезопасить себя от удара током, обеспечив надежное заземление.

Как правильно заземлить бойлер, чтобы избежать возможного поражения электрическим током? Этот важный вопрос требует серьезного подхода. Современные квартиры и дома буквально напичканы всевозможной электротехникой. Она вносит в жизнь комфорт, помогает создавать уют, без нее немыслима жизнь современного человека. Но одновременно это источник повышенной опасности, исходящей от постоянного подключения к электросети. Избежать угрозы поможет создание в квартире системы заземления согласно правилам по электробезопасности.

Седьмое издание ПУЭ определяет, что заземление является преднамеренным электрическим соединением любой точки сети, электрической установки или электрооборудования с контуром заземляющего устройства. Последнее представляет собой систему «заземлитель – заземляющие проводники». Выделяют защитное и рабочее заземление.

Как заземлить водонагреватель в частном доме: особенности

Содержание

Для чего необходим агрегат

Особенности устройства

Для чего необходимо заземление бойлера

Установка агрегата квалифицированными специалистами

Осуществление подключения агрегата самостоятельно

Как лучше не делать

Коротко о главном

Чтобы обеспечить свой дом горячей жидкостью, люди устанавливают бойлеры. Однако, чтобы вся установка работала исправно, необходимо придерживаться определенной последовательности действий. Они помогут избежать появления ошибок и обеспечить эффективное функционирование всей конструкции. Чтобы агрегат не бил током, нужно знать, как заземлить водонагреватель. Для этого необходимо использовать специальный инструмент.

Установленный агрегат в жилом помещении

Для чего необходим агрегат

В старых постройках очень часто возникает проблема с подачей горячей жидкости. Это происходит из-за большой изношенности основных коммуникаций. К сожалению, специализированные службы должны образом не следят за состоянием трубопровода. В таком случае, люди устанавливают водонагреватели. Они получают следующие преимущества:

постоянную горячую жидкость из крана;

нет зависимости от графика работы котельной и системы централизованного обеспечения горячей жидкостью;

решение об установке прибора каждый пользователь принимает в индивидуальном порядке, для этого не нужно получать никаких разрешительных документов.

Наличие специального устройства обеспечивает дополнительный комфорт. Однако, его монтаж должен быть проведен правильно.

Помните! Если вы не уверены, что сможете самостоятельно установить конструкцию, лучше обратиться к опытному мастеру. Он обладает необходимыми знаниями и умениями.

Пример установленного прибора

Заземление водонагревателя должно осуществляться по всем правилам. Пользователю нужно придерживаться определенной инструкции. Прибор должен быть надежно закреплен. Без заземления агрегат нельзя использовать.

Особенности устройства

Агрегат представляет из себя емкость с тэном внутри. механизм его работы очень прост. Внутри устройства находиться подогретый теплоноситель, который поднимается вверх. В свою очередь холодная жидкость старается опуститься вниз. В емкость она попадает через специальный патрубок. На входе него находится клапан. Он удерживает теплоноситель и не дает ему течь обратно. На датчике нужно выставить определенную температуру. Современные модели могут подогреть жидкость до восьмидесяти градусов. Тэн будет работать в автоматическом режиме. Горячая жидкость будет подниматься вверх, а выходить через заборный шланг. По нему теплоноситель будет передвигаться дальше по конструкции.

Чтобы установка не била током, нужно выполнить заземление на водонагреватель. Об особенностях осуществления работы речь пойдет дальше. Выделяют несколько типов агрегатов – накопительный и проточный.

Пример проточной модели

Последние не обладают емкостью для сбора подогретого теплоносителя. Они будут работать сразу с потоком жидкости. Вода будет подогреваться мгновенно, когда будет проходить через нагревательный компонент. Такие устройства обладают повышенной опасностью. Если пользователь не знает, как заземлить бойлер, он рискует быть подверженным опасности. Если накопительную конструкцию можно подсоединить без УЗО, то проточную ни в коем случае нельзя. Если каким-то образом фаза попадет на корпус, то для человека сразу возникает смертельная опасностью. Поэтому без правильной установки конструкции, ее использовать нельзя.

Накопительная емкость представляет из себя конструкцию с двумя резервуарами. Между отсеками находится теплоизоляционный слой. Благодаря нему подогретая жидкость продолжительное время остается теплой. Внутри резервуара находится колба из стеклоэмали. Благодаря этому материалу внутри нее не образуется накипь на стенках и не появляется ржавчина. Встречаются конструкции из стеклофарфора.

Внутреннее устройство агрегата

Однако, многие заводы-изготовители утверждают, что прибор сможет проработать не более десяти лет. еще одним видом покрытия является нержавеющая сталь. Она может выдержать высокие температуры жидкости и не лопнет. Внутри агрегата находится тэн. Его помещают в специальную трубку, которая защищает его от образования накипи. Чтобы ржавчина на появлялась на стенках как можно дольше, монтируют стержень с положительно заряженными элементами. Однако, его необходимо периодически менять.

Для чего необходимо заземление бойлера

Пользователь может столкнуться с проблемой, когда устройство начинает бить током. Это крайне опасно и может нанести человеку непоправимый вред. Чтобы этого не произошло, каждому потребителю необходимо знать, как заземлить водонагреватель в квартире.

Ознакомиться с последствиями использования бойлера без УЗО можно в видео

Ток попадает не корпус оборудование не из-за наличия плохой изоляции проводов или неисправности платы для управления. Это может произойти из-за того, что агрегат оснащен тэном. Если нарушается его целостность из-за образования ржавчины, то жидкость сразу становится под напряжением. Многие утверждают, что по трубам течет жидкость, которая соприкасается с почвой. Однако, такое утверждение неверно. Неизвестно, где находится ближайшая точка соприкосновения трубы и земли, во многих старых постройках трубы давно заменены на полипропиленовые. Поэтому о никаком соприкосновении с почвой и речи быть не может.

Поэтому вопрос заземления бойлера является проблемой самого пользователя. Многие конструкции обладают специальным проводом, который подключается к розетке с заземлением. Согласно требованиям, он должен быть окрашен желто-зеленым.

Подключенный агрегат в помещении

Установка агрегата квалифицированными специалистами

Многие люди полагают, что профессиональные мастера сделают все как положено. Однако, это не всегда так. Нужно внимательно прочесть соглашение о проведении работ. Там должен быть пункт про заземление водонагревателя. Когда пользователь поставить свою подпись, бригадир команды будет нести ответственность за правильность монтажа прибора. Перед началом работ, нужно спросить, к чему будет подключена «земля» агрегата. Специалист может использовать для этих целей ноль.

Обратите внимание! Использование нуля в щите питания недопустимо.

Если специалисты предложат вам такой вариант, не стоит заключаться с ними соглашение, либо нужно использовать другие схемы заземления проточного бойлера. Мастеру нужно проверить правильность подключения всех элементов. При этом величина после подсоединения должна немного отличаться. Если она будет одинаковой, значит никакого заземления нет.

Схематическое подключение агрегата

Осуществление подключения агрегата самостоятельно

Заземление водонагревателя важное мероприятия, которое должно осуществляться по всем правилам. В зависимости от того, где установлен агрегат, схемы подсоединения основных элементов могут отличаться.

Если вас интересует, как заземлить проточный водонагреватель в частном домике, необходимо, чтобы агрегат был оснащен шиной. Если она отсутствует, ее можно подсоединить своими силами. Почва в доме находится внизу. Желательно подобрать подходящее место, где в будущем почву не будут раскапывать. В это место нужно установить контур заземления. Нужно выкопать треугольник, чтобы его сторона была метр, забить в углы стальные трубы, а затем соединить их между собой.

В итоге получится отличная конструкция, которая может использоваться не только для защиты устройства, но и всей постройки. От этого приспособления нужно завести в дом проводник. В постройке нужно сделать щиток с клеммами для заземления всех устройств.

С особенностями заземления агрегата можно ознакомиться в видео

Прежде всего кабель должны быть подключён к розетке. Если на устройстве есть отдельный, то нужно его подсоединить. Как правильно заземлить бойлер, можно посмотреть в инструкции. Агрегат должен быть подключён через УЗО. После защитного приспособление нужно установить обычный автомат. Когда фаза будет прикасаться к корпусу, будет осуществляться замыкание, которое уйдет в почву. Автомат будет работать и разъединять провода. Если сила напряжения будет большая, то автомат не сработает, но никакого напряжения человек не почувствует в душе.

Заземление проточного водонагревателя, если вы находитесь в квартире, также возможно. Правильно будет сделать шину, которую закопать можно в палисаднике. Однако, такой вариант возможен не всегда. Можно найти в жилом помещении, где проходит труба с горячей жидкостью. Проверить, чтобы она была стальной и ее конец уходил в почву. Такие конструкции обладают креплениями. К такому элементу можно заземлить свой бойлер. Подсоединив к нему корпус, фактически оборудование будет заземлено. Если такой возможности нет, можно почистить трубу от краски и к нему подсоединить проводок.

Осуществление заземления агрегата

Важно! Если вы хотите подсоединить по последнему способу, агрегат нужно выключить перед тем, как принимать ванну.

Как лучше не делать

Если вы задумались о заземлении водонагревателя, ознакомьтесь с вариантами, которых лучше всего избежать:

не стоит выводить третий провод от розетки и подсоединять его к стояку или батареи;

не нужно объединять два проводка в розетке, который ведет к нулю и заземление;

подсоединять агрегаты для их заземления лучше последовательно;

не нужно соединять несколько проводников на одну и ту же клемму шины

Подсоединение приборов ответственное дело. Ни в коем случае нельзя полагаться на авось. Это поможет сохранить жизнь и предупредить возникновение аварийной ситуации.

Коротко о главном

Специальные емкость подогревают жидкость до правильной температуры. Чтобы не возникло опасно для жизни ситуации, нужно правильно выполнить заземление вашего бойлера. Если вы не уверены в собственных силах, лучше не тратить свое время, а сразу обращаться к квалифицированным специалистам. они помогут разобраться во всех тонкостях и выполнят монтаж агрегата.

Как вы считаете, на сколько важно заземлить все приборы в квартире?

Подземные воды — Основы подземных вод | Совет штата Калифорния по контролю за водными ресурсами

Что такое подземные воды?

Подземные воды — это любые воды, находящиеся под поверхностью Земли. Несмотря на то, что их трудно визуализировать, подземные воды составляют значительную часть воды Земли. Когда дождь падает на землю, вода не перестает двигаться. Часть его течет по поверхности в ручьях, реках и озерах; часть его используется растениями; часть испаряется и возвращается в атмосферу; а некоторые погружаются в землю.

Подземные воды существуют и протекают в небольших пространствах между частицами почвы и трещиноватыми породами. Область, где вода заполняет эти пространства, называется зоной насыщения. Верхняя часть насыщенной зоны (называемой уровнем грунтовых вод) может находиться всего в футе от поверхности земли, а может быть и в сотнях футов. Уровень грунтовых вод может быть мелким или глубоким; и может расти или падать в зависимости от многих факторов. Подземные воды распределены под землей неравномерно как по количеству, так и по качеству.

Подземные воды не текут как подземные реки, но они накапливаются и медленно перемещаются в слоях почвы, песка и горных пород (называемых водоносными горизонтами). Водоносные горизонты, обычно состоящие из гравия, песка, песчаника или трещиноватой породы, позволяют накапливать большие подземные резервуары воды. В зависимости от глубины водоносного горизонта, размера пространств в почве или скальной породе и от того, насколько хорошо они соединены между собой, подземные воды могут двигаться со скоростью несколько сантиметров в столетие или со скоростью несколько футов в день.

Откуда мы получаем подземные воды?

Вода в водоносных горизонтах может выноситься на поверхность естественным путем через родник или сбрасываться в озера и ручьи. Однако большая часть подземных вод поднимается на поверхность путем прокачки через колодец (который втягивает воду, как газировку через соломинку), который пробуривается в водоносный горизонт. Колодцы бывают разных форм и размеров, в зависимости от типа материала, в котором пробурена скважина, глубины водоносного горизонта и количества откачиваемой воды. Существует три основных типа колодцев:

Неглубокие колодцы собирают воду из неглубоких водоносных горизонтов, расположенных близко к поверхности. Некоторые частные бытовые колодцы неглубокие.
Промежуточные колодцы могут открывать как глубокие, так и неглубокие водоносные горизонты и могут включать в себя частные бытовые, сельскохозяйственные и промышленные колодцы.
Глубокие колодцы выходят из глубоких водоносных горизонтов и включают в себя колодцы коммунального, сельскохозяйственного и промышленного водоснабжения.

Для некоторых колодцев (называемых артезианскими колодцами) насос не нужен, поскольку естественное давление достаточно велико, чтобы нагнетать воду из колодца.

Что находится в подземных водах?

В то время как качество поверхностных вод меняется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных остатков, отходов животноводства и других возможных загрязняющих веществ, качество подземных вод в целом более стабильно. Это связано с тем, что поры водоносного горизонта действуют как кофейный фильтр, улавливая осадок и другие частицы (например, «кофейную гущу», такие как бактерии), естественным образом очищая грунтовые воды.

Однако это не означает, что подземные воды не могут быть загрязнены. Качество подземных вод зависит от нескольких факторов, включая геологию, климат и землепользование. Многие встречающиеся в природе химические вещества в подземных водах образуются в результате растворения горных пород, почвы и разлагающегося растительного материала. В других случаях деятельность человека на поверхности земли или вблизи нее может увеличить концентрацию встречающихся в природе веществ, таких как соли, минералы и нитраты. Преднамеренное удаление отходов (например, на свалки, септиктенки, нагнетательные колодцы или ливневые стоки) может повлиять на качество грунтовых вод.

Зачем защищать подземные воды?

Подземные воды являются одним из крупнейших природных ресурсов Калифорнии, составляют значительную часть водоснабжения штата и служат буфером от воздействия засухи и изменения климата. В течение обычного года подземные воды составляют примерно 40 процентов от общего объема водоснабжения Калифорнии, а в засушливые годы составляют до 60 процентов (или более). Подземные воды являются основным источником питьевого водоснабжения штата; примерно 33 миллиона калифорнийцев, включая почти всех, кто живет в сельской местности, используют подземные воды для питья или других хозяйственных нужд (либо из общественного водопровода, либо из частного бытового колодца). Подземные воды также используются в сельском хозяйстве для орошения сельскохозяйственных культур, а также в промышленности и производстве для охлаждения и ополаскивания. Кроме того, подземные воды пополняют ручьи, ручьи, реки и водно-болотные угодья, которые поддерживают дикую природу (включая виды, находящиеся под угрозой исчезновения). Подземные воды высвобождаются медленно, что способствует умеренным температурам и потокам ручьев, обеспечивая критически важную среду обитания и потоки для нереста рыб и других диких животных.

Поскольку подземные воды плохо видны, они часто воспринимаются как должное, что подвергает важные источники питьевой воды и орошения риску загрязнения или высыхания. Чрезмерное использование, биологические загрязнители (например, навоз и септические системы) и промышленные загрязнители (например, пестициды, нефтепродукты и промышленные растворители) могут угрожать снабжению и качеству подземных вод. Откачка подземных вод может локально превышать пополнение за счет дождей, просачивания через ручьи и другие источники. Чрезмерная откачка подземных вод может вызвать перегрузку водоносных горизонтов, опустошая их быстрее, чем естественные системы могут их пополнить. Перерасход может привести к пересыханию колодцев, проникновению соленой воды, истощению запасов поверхностных вод и обрушению земли (т. Е. Проседанию).

Обеспечение устойчивого управления качеством и количеством подземных вод необходимо для удовлетворения будущих потребностей Калифорнии в водоснабжении. Изменение климата и угроза продолжительной засухи выдвигают на первый план потребность в улучшении питания и хранения подземных вод в некоторых бассейнах подземных вод, а также в защите или восстановлении качества и количества подземных вод по всему штату. Тесные связи между подземными и поверхностными водами в землепользовании, деятельности человека, качестве воды и поставщиках воды должны координироваться и сообщаться для содействия разумному, сбалансированному и устойчивому использованию ресурсов подземных вод Калифорнии.

Хотите узнать больше?

Узнайте больше о гидрологическом цикле, использовании подземных вод и угрозах для подземных вод (таких как загрязнители и чрезмерное использование) из следующих ресурсов:

Департамент водного хозяйства (ДВХ)
Геологическая служба США (USGS)
Ассоциация ресурсов подземных вод

Водоносные и подземные воды | Геологическая служба США

• Школа наук о воде ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА • Темы подземных вод •

Подземные воды и водоносные горизонты

Источники/использование: общественное достояние.

Яма, вырытая на пляже, иллюстрирует концепцию того, как земля, если она достаточно проницаема, может удерживать воду. Верхняя поверхность этой зоны насыщения называется зеркалом грунтовых вод.

Авторы и права: Говард Перлман, Геологическая служба США

Подземные воды — один из наших самых ценных ресурсов, даже если вы, вероятно, никогда не видите его и даже не подозреваете, что он там есть.

Вы когда-нибудь копали яму на пляже и наблюдали, как она частично наполняется водой из подстилающего песка? Это отличный способ проиллюстрировать концепцию того, как земля, если она достаточно проницаема, может удерживать воду, но при этом оставаться твердой. Верхняя поверхность этой заполненной водой области или «зоны насыщения» называется уровнем грунтовых вод. Насыщенная область под уровнем грунтовых вод называется водоносным горизонтом, а водоносные горизонты представляют собой огромные хранилища воды. В нашем примере с песчаной дырой вы, по сути, вырыли «колодец», который обнажает уровень грунтовых вод с водоносным горизонтом под ним. На пляже уровень грунтовых вод всегда находится на одном уровне с океан , который находится чуть ниже поверхности пляжа.

Как вы, возможно, читали, большая часть пустот в скалах ниже уровня грунтовых вод заполнена водой. Эти породы имеют разные характеристики пористости и проницаемости, а это означает, что вода не движется одинаково во всех породах под землей.

Когда водоносная порода легко пропускает воду к колодцам и родникам , она называется водоносным горизонтом. Скважины можно бурить в водоносных горизонтах и откачивать воду. Осадки в конечном итоге добавляют воду ( пополнение ) в пористую породу водоносного горизонта. Однако скорость пополнения не одинакова для всех водоносных горизонтов, и это необходимо учитывать при откачивании воды из колодца. Перекачивание слишком большого количества воды слишком быстро приводит к вытягиванию воды из водоносного горизонта и, в конечном итоге, к тому, что скважина дает все меньше и меньше воды и даже работает всухую . На самом деле, чрезмерная откачка вашей скважины может даже привести к тому, что скважина вашего соседа пересохнет, если вы оба качаете воду из одного и того же водоносного горизонта.

Визуализация грунтовых вод

На приведенной ниже диаграмме видно, как земля ниже уровня грунтовых вод (синяя область) насыщена водой. «Ненасыщенная зона» над уровнем грунтовых вод (серая область) все еще содержит воду (ведь в этой области живут корни растений), но не полностью насыщена водой. Вы можете увидеть это на двух рисунках в нижней части диаграммы, на которых крупным планом показано, как вода хранится между частицами подземных пород.

Источники/использование: общественное достояние.

Как возникают подземные воды

Источники/использование: общественное достояние.

Изучите основы воды с помощью наших учебников по воде! Учебник по воде (PDF)Учебник по грунтовым водам (PDF)Подземные воды и сельский домовладелец

Иногда слои пористых пород наклоняются в земле. Как выше, так и ниже пористого слоя может быть ограничивающий слой менее пористой породы. Это пример замкнутого водоносного горизонта. В этом случае породы, окружающие водоносный горизонт, ограничивают давление в пористой породе и ее воде. Если в этот «находящийся под давлением» водоносный горизонт пробурить скважину, внутреннего давления может (в зависимости от способности породы транспортировать воду) быть достаточно, чтобы вытолкнуть воду вверх по скважине и на поверхность без помощи насоса, иногда совсем из колодца. Такой тип скважин называется артезианским. Давление воды из 9Артезианская скважина 0055 может быть весьма драматичной.

Между водоносной способностью горных пород и глубиной их залегания не обязательно существует зависимость. Очень плотный гранит, который будет давать мало или вообще не будет давать воды в колодец, может быть обнажен на поверхности земли. И наоборот, пористый песчаник может лежать на сотнях или тысячах футов ниже поверхности земли и может давать сотни галлонов воды в минуту. Камни, дающие пресноводных , были обнаружены на глубине более 6000 футов, и 9Соленая вода 0055 поступает из нефтяных скважин на глубине более 30 000 футов. Однако в среднем пористость и проницаемость горных пород уменьшаются по мере увеличения их глубины от поверхности земли; поры и трещины в породах на больших глубинах закрыты или сильно уменьшены в размерах из-за веса вышележащих пород.

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

На иллюстрации показаны артезианская скважина и проточная артезианская скважина, пробуренные в напорный водоносный горизонт, и скважина с грунтовыми водами, пробуренная в безнапорный водоносный горизонт. Также показаны пьезометрические поверхности в напорном водоносном горизонте и непроницаемый водоупорный слой между напорным и безнапорным водоносным горизонтом.

Кредит: Окружающая среда и изменение климата Канада

Откачка может повлиять на уровень грунтовых вод

Грунтовые воды находятся в насыщенной почве и горных породах ниже уровня грунтовых вод. Если водоносный горизонт достаточно мелкий и достаточно проницаемый, чтобы вода могла проходить через него с достаточно высокой скоростью, тогда люди могут бурить в нем скважины и забирать воду. Уровень грунтовых вод может естественным образом меняться с течением времени из-за изменений погодных циклов и характера осадков , речного стока и геологических изменений и даже антропогенных изменений, таких как увеличение уровня осадков.0055 непроницаемые поверхности на ландшафте.

Откачка колодцев может иметь большое влияние на уровень воды под землей , особенно вблизи колодца, как показано на этой диаграмме. Если вода забирается из-под земли быстрее, чем пополняется, либо путем инфильтрации с поверхности, либо из потоков , то уровень грунтовых вод может стать ниже, что приведет к образованию «конуса депрессии» вокруг колодца. В зависимости от геологических и гидрологических условий водоносного горизонта воздействие на уровень грунтовых вод может быть кратковременным или длиться десятилетиями, и оно может падать на небольшую величину или на многие сотни футов. Чрезмерная откачка может настолько понизить уровень грунтовых вод, что колодцы перестанут подавать воду — они могут «высохнуть».

Движение воды в водоносных горизонтах

Источники/использование: общественное достояние.

Схема, показывающая конус депрессии вокруг колодца, обычно в результате перекачки.

Кредит: Тара Гросс, Геологическая служба США

Движение воды в водоносных горизонтах сильно зависит от проницаемости материала водоносного горизонта. Проницаемый материал содержит взаимосвязанные трещины или пространства, которые достаточно многочисленны и достаточно велики, чтобы вода могла свободно двигаться. В некоторых водопроницаемых материалах грунтовые воды могут перемещаться на несколько метров в сутки; в других местах он смещается всего на несколько сантиметров за столетие. Подземные воды движутся очень медленно через относительно непроницаемые материалы, такие как глина и сланец. (Источник: Министерство окружающей среды Канады)

После входа в водоносный горизонт вода медленно перемещается в более низкие места и в конечном итоге выходит из водоносного горизонта из родников, просачивается в ручьи или извлекается из-под земли колодцами. Грунтовые воды в водоносных горизонтах между слоями плохо проницаемой породы, такой как глина или сланец, могут находиться под давлением. Если такой замкнутый водоносный горизонт будет вскрыт колодцем, вода поднимется выше верхней части водоносного горизонта и может даже вытечь из колодца на поверхность земли. О воде, заключенной таким образом, говорят, что она находится под артезианским давлением, а водоносный горизонт называется артезианские водоносные горизонты .

Визуализация артезианского давления

Вот небольшой эксперимент, который покажет вам, как работает артезианское давление. Наполните пластиковый пакет для сэндвичей водой, вставьте соломинку в отверстие, заклейте отверстие вокруг соломинки, направьте соломинку вверх (но не направляйте соломинку на учителя или родителей! ), а затем сожмите мешок. Артезианская вода выталкивается через соломинку.

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения.