Родники

Кандидат технических наук А. ПОРЯДИН.

Всем известна притягательная сила родников. Из земных глубин они выносят на поверхность живительную влагу. Ни один путник не может пройти мимо, чтобы не остановиться, не припасть к хрустальной студеной воде. И нигде — ни в людных местах, ни в глухой тайге —- родник не остается незамеченным, к нему всегда есть тропа — он нужен не только людям, но и зверям, птицам.

Эта притягательная сила родников имеет глубокие исторические корни. Вода в них всегда была чище воды рек, озер и любых других поверхностных источников. Поэтому люди издавна стремились пользоваться родниками, селились вокруг них, сохраняли и обустраивали источники. В маловодных местах, где нет поверхностных вод, родники вообще были единственными источниками утоления жажды, оазисами прохлады, центрами сближения людей.

Конечно, в современных системах водоснабжения родники играют более чем скромную роль. Города и поселки, промышленные и сельскохозяйственные предприятия получают воду из централизованных систем водоснабжения, питающихся подземными (обычно им отдается предпочтение) или поверхностными источниками. На всем пути от водоприемников до водоразборных кранов вода надежно защищается от загрязнения. За ее качеством (оно нормируется специальным ГОСТом «Вода питьевая») ведется постоянный строгий контроль.

И все-таки родинками продолжают пользоваться до сих пор. Их воду берут для питья, идут с бидонами и ведрами, порой за несколько километров, чтобы отведать самого лучшего напитка, подаренного природой,— чистой воды.

Можно привести немало примеров бережного отношения к родникам, которыми пользуются несколько поколений людей. Более двухсот лет берут воду из некоторых родников на Алтае (Зменногорск, Колывань), в Костромской области (Нелидово). Отмечено столетие водопровода из родников в селе Павловка Ульяновской области. Интересна судьба этого водопровода. Когда-то вдоль села протекала речка, но постепенно она иссякла. Добыть подземную воду из колодцев не удалось, и жители вынуждены были возить ее из отдаленных родников. Положение облегчили местные мастера - они обустроили родники, протянули деревянные трубы, сделали в селе сеть водоразборных бассейнов, и вода пошла самотеком. Павловский водопровод действует до сих пор.

Городом красивых колодцев называют румынский город Ботошани. В этом городе наряду с водопроводом действуют 25 родников, над каждым из них сооружен оригинальный художественно оформленный колодец. И многие жители предпочитают пить студеную воду из родников, нежели из водопроводных кранов. Здесь, конечно, сказывается дань традиции, а не забота о сохранении здоровья. Система централизованного водоснабжения в санитарном отношении намного надежнее, чем родник, расположенный на густозаселенной территории.

При современной активной хозяйственной деятельности предохранить родники от истощения и загрязнения стало непросто. Вполне понятна тревога людей, на глазах которых гибнут родники, насчитывающие многовековую историю. Сохранение их является составной частью программы охраны окружающей среды. Однако чтобы рационально эксплуатировать источники, оберегать и ухаживать за ними, нужно представлять, как они питаются.

Что же такое родник с точки зрения гидрогеологии? Родники, или ключи, источники (на Украине — криницы),— это естественные выходы подземных вод на поверхность. Нередко они дают начало ручьям и речкам. Подземные воды чаще всего пробиваются на поверхность в горных и предгорных областях, образуя родники на склонах местности. В равнинных областях они находят выход в зонах эрозии — по берегам рек и склонам оврагов.

Условия питания родников различных типов. 1 — водоносные пласты, 2 — водонепроницаемые пласты, з — уровень верховодки. 4 — уровень грунтовых вод, 5 — уровень меж л ластовых вод, 6 — уровень артезианских вод, 7 — выходы артезианских вод. Верховодка, грунтовые и межпластовые воды образуют нисходящие родники, артезианские — восходящие.

Родники могут питаться верховодкой, грунтовыми и артезианскими водами. В первых двух случаях образуются так называемые нисходящие родники (см. схему на стр. 114), вытекающие из рыхлых отложений вниз по склону. В местах рассеянного выхода подземные воды увлажняют склон долины на всем протяжении водоносного пласта, нередко образуя заболоченные полосы с характерной влаголюбивой растительностью.

По особенностям режима все родники подразделяются на постоянно, сезонно и ритмически действующие. Наибольшим постоянством отличаются восходящие источники, питающиеся артезианскими водами. Резкие колебания дебита (вплоть до иссякания) характерны для источников, питающихся верховодкой. Верховодка — это неглубоко залегающие (до нескольких метров) подземные воды. Запасы воды в верховодке очень малы, а качество ее низкое. Родники, питающиеся из верховодки, весьма распространены, их можно повсюду наблюдать весной на склонах местности, по берегам рек, при разработке траншей, котлованов и т. д. Летом они быстро иссякают. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения такие родники непригодны.

В зависимости от глубины долины и* количества чередующихся водоносных и водоупорных пластов родники могут выходить на разной высоте по склону местности. Такое расположение родников встречается по берегам рек Волги и Дона, в крупных оврагах, в долинах рек Хопра, Медведицы и других.

Восходящие родники, которые образуются при выходе артезианских вод, истекающих на поверхность по трещинам в твердых породах, наиболее надежны в санитарном отношении. Они питаются из глубинных (от 100 до 500 метров) хорошо защищенных водоносных пластов.

Отчего же истощаются или даже вовсе исчезают родники? Причин тому может быть немало: вырубка леса, нарушение поч-венно-растительного покрова в зоне питания родника, пересечение водоносного пласта при строительстве, осушение местности, в результате которого понижается уровень подземных вод, и т. д. Вдобавок истощение нередко сопровождается ухудшением качества воды, более того, родники могут стать даже источниками инфекционных заболеваний.

Сразу напрашивается вопрос: можно ли уберечь родник от истощения, а иссякший восстановить? Да, зная условия питания, можно восстановить первоначальный дебит и даже превзойти его. В этом деле имеются вполне доступные и давно проверенные практикой способы. Наиболее эффективный из них — искусственное пополнение и регулирование запасов подземных вод.

Водоприемники для нисходящих родников. Для устройства водоприемников простейшего типа (а) роется небольшой котлован или траншея в месте выхода источника или чуть выше по склону. В котловане из камня или кирпича (без раствора) выкладывается водоприемная камера. Ее дно устилается слоем гравия. Вода из камеры отводится по трубе на некоторое расстояние ниже по склону. Сверху камера защищается водонепроницаемым слоем {например, мятой глиной). Каптажное устройство, выполненное в соответствии с техническими и санитарными правилами (6), обеспечивает больший дебит источника, высокую санитарную надежность и больший срок службы. Водоприемная камера выполняется из бетона или каменной кладки на растворе. При сосредоточенном выходе источника каптаж устраивается в месте выхода, при рассредоточенном — поперек склона роются дренажные траншеи, сходящиеся к водоприемной камере. 1 — водоприемная камера, 2 — входной люк, 3 — вентиляционная труба, 4 — водоприемные отверстия, 5 — лестница, 6 — обратный фильтр, 7 — утрамбованная глина, 8 — расходная труба, 9 — переливная труба, 10 — водоносный пласт, 11 — водоупорный пласт.

Искусственное пополнение подземных вод для увеличения дебита родников впервые в отечественной практике было осуществлено в 1891 году в Арзамасе. Рассказ о том, как это было сделано, может послужить руководством для восстановления многих родников и в наше время. Водозабор Арзамасского водопровода, находившийся в Мокром овраге, состоял из колодцев и дренажных траншей, захватывающих воду родников, которые выходили по склонам оврага. Подземные воды залегают здесь в слое песчаных отложений толщиной от 2 до 10 метров, подстилаемых плотной глиной. Водозабор строили с расчетом получить из родников около 300 куб. м воды в сутки. Однако позже выяснилось, что фактически воды может быть получено (особенно в засушливое летнее время) в 5 раз меньше расчетного. Источникам грозило истощение.

В результате изучения подземных вод было высказано предположение, что «если бы удалось найти подпочвенные пути этих источников и на пути нх протока устроить искусственные водные бассейны для возможного обильного насыщения водоносного слоя, то этими средствами, несомненно, можно было бы сделать благоприятные условия состояния источников постоянными». С помощью шурфов и скважин были изучены гидрогеологические условия и в последующем осуществлено искусственное обводнение родников. Вначале в верховьях оврага был построен пруд, а затем небольшие ин-филы рационные бассейны, расположенные каскадно по обоим склонам оврага. Бассейны подпитывались водой из пруда по отводящим каналам. Все это позволило задерживать поверхностный сток и полностью переводить его в подземный, благодаря чему дебит ранее действовавших родников (даже в летнее время) превысил 300 куб. м в сутки при хорошем качестве воды. Так был создан надежный источник водоснабжения целого города.

Искусственное пополнение родников (на примере Арзамасского водопровода).
1— водоприемная камера,
2— водосборные дренажные траншеи,
3 — ограждающие дамбы,
4 — инфиль-трационные бассейны,
5 — водоотводящие каналы,
6— пруд.

Искусственное пополнение подземных вод достаточно широко применяется и в настоящее время, особенно в сельскохозяйственном водоснабжении.

Восстановить и обогатить небольшие родники иногда удается и более простыми способами. Прежде всего посадкой деревьев и посевом трав вокруг родников и в зоне их питания, восстановлением ранее нарушенной поверхности земли, даже просто огораживанием забором или зеленой изгородью мест выхода. Сохранность и чистота родников во многом зависят и от их своевременного и грамотного инженерного обустройства — сооружения водозаборов (каптажей) и отводящих труб или лотков.

Бережное отношение к родникам должно стать делом каждого и всех — и отдельного человека и государственных организаций. Общими усилиями мы должны сохранить нашу природу, сберечь родинки, тогда они будут долго служить людям, щедро отдавая свое богатство — чистую воду.

Каптаж простейшего типа (а) для восходящих родников устраивается тан: в месте выхода выравнивается площадка, засыпается слоем щебня, над местом выхода щебень прикрывается водонепроницаемым слоем, а затем все обкладывается намнем. Вниз по склону за слоем щебня делается водоотводная труба.

Для сооружения более совершенного каптажа (б) в скальном грунте в месте выхода вырубается колодец или уступ (на склоне). Стенни бетонируются, дно выстилается гравием. Сверху камера прикрывается водонепроницаемым грунтом.

1— водоприемная камера, 2 — входной люк, 3 — вентиляционная труба, 4 — гравийный фильтр, 5 — расходная труба, 6 — переливная труба, 7 — скальный грунт, В — утрамбованная глина.

ф Более 170 лет действует Московский водопровод, берущий свое начало от Мытищинских родников. «Сия вода чистая и прозрачная — эта первая после воздуха потребность жизни проведена в столицу из Мытищинских колодцев; доставляется в нее каменными трубами из-за семнадцати верст» — так писал один из журналов в 1804 году. И сейчас, несмотря на то, что вода Московского водопровода отвечает всем требованиям стандарта, некоторые жители столицы пьют родниковую воду, пользуясь довольно-таки отдаленными источниками, например, на станции Покровско-Стрешнево и другими.

Ф Особо важное значение придавалось родникам при освоении и заселении необжитых районов, в частности обширной территории Сибири. В описании одной из сибирских крепостей на реке Аргунь (1735 г.) отмечается, что там «почти повсюду встречается много постоянно бьющих ключей, которые в иной год дают воды в достаточном количестве, в иной же совсем высыхают». В инструкции по выбору мест и устройству укреплений в Селенгин-ском и Нерчинском уездах (1760 г.) указывалось: «При выемке под фундамент земли прилежно осмотреть, не явятся где водяные жилы; ежели где оные найдутся, сделать примечание, не текут ли они и которые текут к большому ключу, дабы унятием того не лишиться и той важной пользы, которая тем городу ожидается». Инженерные сооружения для отбора воды из родников и ее отвода были обнаружены в 1974 году при археологических раскопках Илимского острога в зоне водохранилища Усть-Илимской ГЭС. Аналогичные сооружения ранее были обнаружены в Новгороде, Калуге и других местах.

ф Дань уважения к родникам нередко выражается в названиях населенных пунктов: город Родники Ивановской обл., поселок Холодный Ключ в черте Семипалатинска и другие. В Москве есть улица Пруд-Ключики. Немало населенных пунктов и городов связано своим возникновением с подземными источниками. Это известные всем курорты Минеральные Воды, Кисловодск, Белоку-риха и другие. Во многих городах с централизованным водоснабжением родники продолжают отдавать в водопроводы свою долю воды (Новороссийск, Сочи, Орджоникидзе, Нальчик). ф Кроме естественных родников, существуют и искусственные, так называемые кяризы. Это грандиозные сооружения; созданные трудом и мудростью народа более двух тысячелетий назад. Они предназначены для вывода самотеком подземных вод на поверхность. Кяризы представляют собой разветвленную систему наклонных горных выработок, галерей, протяженность которых может достигать нескольких километров. С их помощью подземная вода извлекалась на поверхность без применения перекачивающих устройств. Наиболее распространены такие сооружения были в Армении, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане. В 1976 году в Ашхабаде был обнаружен кяриз, построенный около 100 лет назад. Он берет начало у подножия Копет-Дага, и сейчас еще журчит в нем чистая студеная вода. ф На легендарной Малой земле не было Других источников воды, кроме родников. Из трех родниковых колодцев два находились в расположении наших войск, но они быстро иссякали. А третий колодец, хотя и был полноводным, находился на нейтральной полосе в ста метрах от врага и простреливался перекрестным огнем. Каждая фляжка воды здесь стоила нескольких жизней. «Источником жизни» в «Долине смерти» называли этот родник малоземельцы.


Бытовой фильтр «Родник» для очистки питьевой воды от запахов и механических загрязнений. 1 — корпус фильтра, 2 — фильтрующая ткань, 3 — активированный уголь, 4 — водоприемная трубка, 5 — сливная трубна.	Схематическое устройство кяриза. 1 — водонепроницаемый пласт, 2 — водоносный пласт, 3 — галерея, 4 — смотровые колодцы.