Типы скважин на воду:
- Артезианская скважина на известняк
- Меловая скважина на глубокий песок
- Фильтровая скважина на мелкий песок
Таблица сравнения типов водяных скважин
| Скважина на «мелкий» песок | Скважина на «глубокий» песок | Артезианская скважина на известняк |
| Глубина скважины в Московской области | ||
| от 10 до 35 метров | от 30 до 85 метров | От 20 и до 180 метров |
| Химический состав воды | ||
| Нельзя предугадать, так как подвержен техногенному и андрогенному загрязнению | Часто соответствует питьевым нормам | Часто требует установки фильтров |
| Нужно получать лицензию? | ||
| Не требует получения разрешения | Не требует получения лицензии | Требуется лицензирование, но не всем |
| Гарантия на скважину | ||
| 1 — 5 лет | 5 — 7 лет | до 10 лет |
| Производительность | ||
| ~0,5 куба/час | от 1,2 куба/час | от 3 кубов/час |
| Способность к пересыханию | ||
| В засушливое лето вода может закончиться | Чаще не влияет засушливое лето | Засуха не оказывает влияние |
| Стоимость погонного метра бурения | ||
| От 2900 рублей | От 2900 рублей | От 2800 рублей |
| Стоимость обустройства | ||
| Недорогое | Немного дешевле, чем для скважины на известняк | Индивидуальная смета, как правило, дороже чем скважина на песок |
Артезианская скважина
Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.
Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы
Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ
Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.
При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.
Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов. Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.
Преимущества
- Высокое качество воды.
- Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м3/ч.
- Бесперебойное водоснабжение.
- Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.
Недостатки
- Применение тяжелой буровой техники.
- Необходимо составление проекта.
- Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
- Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
- Высокая стоимость работ и материалов.
- Продолжительные сроки проходки и обустройства.
Разновидности подземных вод
Теперь давайте рассмотрим, какие именно есть виды вод.
Верховодка
Верховодка – это подземные воды, которые находятся близко к поверхности сверху водоупорных линз. Не везде есть такие водоупоры, поэтому найти верховодку бывает сложно, а иногда и невозможно. Из-за того, что верховодка почти незащищена фильтрующим слоем сверху, большая часть химических и биологических загрязнений, находящихся на поверхности, попадают в воду, и по этой причине качество воды ниже необходимого уровня. Такой горизонт воды подпитывается исключительно осадками, поэтому много воды в нем будет только после того, как растает снег, или выпадет много осадков в виде дождя. Такие виды скважин на воду для дачи удовлетворят только хозяйственные нужды в виде полива огорода.
Единственной причиной, по которой есть смысл рассмотреть возможность создания такой скважины – малая глубина залегания – обычно от 3 до 9 метров. Такие способы бурения скважины просты и недорогие, что даст возможность получать воду для хозяйственных нужд.
Грунтовые воды
Хотя грунтовые воды тоже не сильно защищены водоупором фильтрующего вида сверху и часто не являются водой, которая пригодна для питья, но при прохождении вод через толстый слой грунта удаляет большую часть загрязнений, и на выходе она намного качественнее, чем верховодка. Касательно наполненности водой, то и этот способ добычи воды будет во многом зависеть от сезонных колебаний. В лесистых местах, а также регионах с большим количеством осадков вода будет поступать в скважину постоянно, хоть и в разных количествах. А вот выбирать бурение, чтобы дойти до грунтовых вод, не стоит в засушливых регионах – в летний период вода может полностью пропасть.
Межпластовые воды
Как уже становится понятно из названия, эти воды расположены между 2-мя слоями пластов водоупора. Выше мы упоминали о том, может быть много водоупорных слоев земли, а значит, может быть много горизонтов. Воды межпластового вида находятся достаточно глубоко, примерная глубина от 25 до 78 м. Хотя некоторые виды горизонтов могут подниматься и выше, иногда даже выходя на поверхность в виде родников.
Влага для проникновения в межпластовый горизонт преодолевает большой слой грунта и толщину пород водоупора, благодаря чему естественная фильтрация воды на высоте. Отсюда и следствие, что качество такой воды высокое, чем у двух предыдущих видов. Не в каждом горизонте достаточно воды, поэтому геологи стараются найти самые насыщенные водой слои. Но ход дела таков – чем глубже, тем больше воды и тем она чище.
При выборе вида скважины следует при возможности выбирать именно этот вид. Вода, которая находится между двух слоев, имеет давление. При поступлении в рабочую колонну скважина будет расширяться. По этой причине статический уровень может быть куда выше горизонта воды. Есть и такие межпластовые воды, где давление так высоко, что она сама изливается на поверхность, бьет фонтаном из-под земли. Это уже артезианские воды.
Картировочная скважина
Картировочные скважины нужны для определения формы залегания слоев, сложенных коренными породами, обычно такие скважины бурят на глубину от 20 до 300 м. Назначением такого бурения является изучение и анализ грунтовых вод, а также определяется уровень сложности и мощности установления насосов для откачки воды.
В основном при бурении используют трубы легких сплавов, если это не глубокие скважины, то до 24 мм, при глубинных бурениях трубы с диаметром от 150 до 200 м. Так же этот вид скважин еще называют поисково-картировочным, так как бурят на стадии съемочных работ с целью выявить геолого-гидрогеологическое строение участка и перспективу на будущее бурение. Еще главой отличительной особенностью можно назвать то, что этот способ выбирают при бурении неустойчивых пород.
Существующие категории скважин
Согласно предназначению скважины бывают следующих категорий:
- Параметрические — позволяющие определить разрез вертикального слоя.
- Поисковые — имеют маленький диаметр, определяют перспективность бурения.
- Разведывательные — определяют потенциал полезных ископаемых.
- Эксплуатационные — способные извлечь полезное ископаемое из земных недр.
Скважины для добычи воды относятся к эксплуатационным, и делятся на дополнительные виды:
- добывающие либо нагнетательные;
- специализированные для технической и питьевой воды, в том числе и поглощающие;
- для мониторинга и наблюдения за пластовым давлением;
- дублеры для выработки;
- оценочные при эксплуатации.
Каждая из них имеет свои особенности при бурении и во время использования.
Совершенный колодец
Если на участке известно, что мощность водоносного слоя не велика, то особенностью выбора типа колодца лучше выбрать совершенный колодец, иначе его еще называют совершенный с зумпфом. Иногда при раскопке колодца, некоторые работники, не зная специфики совершенного колодца, строят несовершенный. Это выражается в копании вглубь, хотя иногда можно построить таким способом, что бы даже слабого напора хватало на все нужды. Если копать глубоко, то вода упирается в водоносный слой и поступление идет с поверхности, что не очень хорошо.
Лучший вариант-это сделать совершенный колодец. Его дно должно быть на уровне водоносного слоя, что гарантирует пересыхание только в том случае, если сам водоносный слой истощится и пересохнет. Бывает только влияние сезонное, но она так же некритично. Шахта такого колодца может проходить насквозь, и быть в углублении только на 1-2 кольца. Соответственно создается выемка, которая делает буферную емкость, где скапливается вода. Таким способом, дно совершенного колодца опускается ниже, а сама вода и столб воды больше. Для частного участка это идеальный вариант постройки.
Специфические виды скважин на воду
Принятая классификация скважин не включает в себя особые случаи, о которых следует упомянуть:
- Проходка, обустраиваемая на плавуне, отличается от стандартного бурения постоянным притоком песчано-глинистой суспензии, вымывающей породу и разрушающей стенки шурфа. Глубина скважины, пройденная до встречи с плавуном, может составлять от 1 до 40 метров и оптимальным способом борьбы с подвижкой грунта является, параллельная бурению, установка обсадных труб. Подобные водяные источники подразумевают принцип работы, позволяющий получить существенно больший расход и напор, чем это свойственно для аналогичных шурфов без проходки плавуна.
Водоснабжение через геотермальную и обычную скважину.
- Геотермальные водяные шурфы бурятся с целью попадания в горячий подземный источник, используемый для оборудования системы автономного отопления с помощью теплового насоса и позволяющий получить значительную экономию за счет отказа от котельного оборудования и использования топлива. Конструкция геотермальной водозаборной проходки подразумевает надежное соединение сегментов, а призабойная зона должна быть залита специальным цементным раствором и глиной, для предотвращения утечек. Принцип работы геотермального шурфа состоит в самопроизвольном подъеме горячего потока к поверхностному тепловому насосу, который производит дополнительный нагрев и распределение теплоносителя между отопительными приборами. Принцип работы водяной геотермальной проходки подразумевает, что устье скважины одновременно является водоводом, подключаемым к тепловому насосу, а охлажденный поток возвращается обратно в слой земной коры для нагрева.
Колодцы
Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра. Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.
Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.
- 1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
- 2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
- Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
- Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
- Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
- Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
- Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.
Недостатки
Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:
- Временные и трудовые затраты.
- Нестабильный объем в периоды засухи.
- Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
- Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
- Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
- Воду из колодца требует обязательного кипячения.
Подземные воды
Типы подземных вод различаются в зависимости от видов грунта на данном участке, его качеств — влагоемкости, а также глубины, на которой он залегает. Структура строения грунта слоистая — плотные глинистые или каменистые слои плохо пропускают влагу, поэтому называются водоупорами. Между ними залегают слои более рыхлого грунта — илистого или песчаного. Такой грунт обладает хорошей влагоемкостью и образует водоносный горизонт, из которого возможна добыча воды при помощи выработки.
Структура грунтов значительно различается в зависимости от географического положения, поэтому как найти воду для скважины на участке подскажет знание типов грунта, которые преобладают в данной местности.
Подземные воды, подходящие под скважину, бывают нескольких видов:
- Верховодка — водоносный горизонт, образованный вблизи от поверхности (2-3м) над слоем более плотной почвы. На его обильность напрямую влияет наличие дождей или таяние снега, а из-за неглубокого залегания в воду попадают все загрязнения с поверхности. Поэтому, хотя верховодка удобна для добычи воды из-за своего расположения неглубоко под землей, качество этого типа вод очень низкое — их возможно использовать только для хозяйственных работ. Обычно при бурении шахты этот слой стараются изолировать, чтобы избежать загрязнения вод, расположенных ниже.
- Грунтовые воды — нередко именно они используются для водозабора. Этот водоносный горизонт залегает сразу над первым водоупорным слоем и тоже не имеет достаточно надежного фильтра над собой, поэтому чистота воды во многом зависит от правильной защиты участка от загрязнения. Глубина залегания грунтовых вод — 7-20м. Из-за того, что слой является открытым, на него оказывают влияние погодные условия, например в сильно засушливый период грунтовые воды могут истощаться или пропадать. Благодаря довольно глубокому залеганию грунтовые воды чаще всего пригодны для питья, хотя требуют обязательной обработки.
- Межпластовые воды — залегают между двумя водоупорными слоями плотного грунта. Глубина — от 20-40м и больше, так как подобных слоев может быть множество. Вырыть скважину для межпластовых вод сложнее, но зато они отличаются чистотой и относительно постоянным уровнем. Вода, находящаяся между водоупорными уровнями находится под давлением различной силы, поэтому некоторые водоносные горизонты при бурении скважины фонтанируют — такие слои называются напорными.
- Артезианские воды — напорные слои подземных вод, обычно находящиеся под большим давлением и позволяющие получить высокий уровень воды в шахте. Артезианские воды залегают глубоко (от 100 до 1000м), их достоинства — высокая степень чистоты и постоянная наполненность скважины. Артезианские колодцы чаще всего бурят для добычи питьевой воды.
Вид подземных вод оказывает основное влияние на то, какая конструкция скважины будет выбрана, поэтому целесообразно вначале произвести разведку для выяснения, какие водоносные горизонты доступны на данном участке.
Подбор оборудования
Выбор оборудование для обустройства вашей будущей скважины – один из важнейших этапов, так как именно от правильного выбора будет зависеть качество и срок ее работы
Наиболее важное оборудование, на выбор которого следует обратить внимание, это: насос, кессон, оголовок для скважины и гидроаккумулятор
Кессон или адаптер
Принцип обустройства с кессоном или адаптером
Кессон можно назвать основным элементом конструкции будущей скважины. Внешне он напоминает емкость похожую на бочку и применяется для защиты оборудования от грунтовых вод и замерзания
Внутри кессона можно расположить все необходимое компоненты для автоматического водоснабжения (реле давления, мембранный бак, манометр, различные фильтры очистки воды и пр.), таким образом освободить помещение дома от лишнего оборудования.
Изготавливается кессон из металла либо пластика. Главное условие, чтобы он не был подвержен коррозии. Размеры кессона обычно составляют: 1 метр в диаметре и 2 метра в высоту.
Кроме кессона можно также использовать адаптер. Он более дешевый и имеет свои особенности. Давайте ниже рассмотрим, что выбрать кессон или адаптер и какие у каждого из них преимущества.
Кессон:
- Все дополнительное оборудование можно разместить внутри кессона.
- Лучше подходит для холодного климата.
- Долговечно и надежно.
- Быстрый доступ к насосу и другому оборудованию.
Адаптер:
- Для его установки не нужно дополнительно рыть яму .
- Быстрый монтаж.
- Экономично.
Выбирать кессон или адаптер также следует из типа скважины
К примеру, если у вас скважина на песке, многие специалисты советует обратить внимание на адаптер, так как использование кессона не всегда выгодно из-за небольшого срока службы такой скважины
Насосные агрегаты
Одним из ключевых элементов всей системы является насос. Принципиально можно выделить три типа:
- Поверхностный насос. Подходит только, если динамический уровень воды в скважине не будет опускаться ниже 7 метров от земли.
- Погружной вибрационный насос. Бюджетное решение, редко используется именно для системы водоснабжения, так как обладает малой производительностью, кроме того может разрушать стенки скважины.
- Центробежные скважинные насосы. Профильное оборудование для систем водоснабжения из скважины.
Скважинные насосы широко представлены на рынке большим обилием производителей, на любой вкус и кошелек. Подбор характеристик насоса происходит по параметрам скважины и непосредственно вашей системы водотеплоснабжения.
Гидроаккумулятор и реле
Ключевой функцией этого оборудования является поддержание постоянного давления в системе и накопление воды. Гидроаккумулятор и реле давления контролируют работу насоса, когда вода в баке заканчивается, в нем падает давление, что отлавливает реле и запускает насос, соответственно после наполнения бака, реле отключает насос. Кроме всего, гидроаккумулятор защищает водопроводное оборудование от гидроудара.
По внешнему виду гидроаккумулятор похож на бак, выполненный в овальной форме. Его объем в зависимости от целей может колебаться от 10 до 1000 литров. Если у вас небольшой загородный дом или дача, объема 100 литров будет вполне достаточно.
Гидроаккумулятор – аккумулирует, реле – управляет, манометр – отображает
Оголовок для скважины
Для обустройства скважины также устанавливается оголовок. Основным его предназначением является защита скважины от попадания в нее различного мусора и талых вод. Другими словами оголовок выполняет функцию герметизации.
Оголовок
Бурение скважин на несколько домов (сооружений)
Бурение одной обычной (133 мм металл + 117 мм пластик) скважины на несколько домовладений возможно. Воплощение этой идеи имеет ряд особенностей, требований и рисков, но потенциальная возможность уменьшить расходы на скважину в 2-4 раза, разделив ее стоимость на несколько владельцев, часто может быть стимулом для проработки этого решения.
Всё множество вопросов, связанных с таким проектом, можно разделить на три группы:
- Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины;
- Особенности конструкции скважины;
- Особенности обустройства скважины оборудованием и ввод в дома.
Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины
Как показывает опыт, часто задумка о совместной с соседями скважине не преодолевает именно этот этап. Тут стоит упомянуть, что существуют практические решения, регулирующие доли потребления электроэнергии и ресурса скважины, а итоговый результат может помочь сообща сэкономить.
Особенности конструкции скважины
Совместное использование скважины имеет два существенных отличия. Первое — требуемый дебит скважины, второй — характеристики (параметры) насоса, способного поднять этот дебит на поверхность. В среднем водопотребление одного домохозяйства из 4 человек составляет 1-1,5 м3/ч с учетом пиковых нагрузок. То есть двум или трём таким домохозяйствам в пиковые часы требуется соответственно 3 и 4,5 м3/ч. До недавнего прошлого увеличение требуемого дебита от скважины до величины 4-7 м3/ч требовало установки насоса диаметром не менее 6 дюймов (150 мм), что влекло за собой увеличение диаметра эксплуатационной колонны труб до 219 мм, а следовательно — значительное увеличение стоимости скважины. Сегодня насосы диаметром 3 дюйма (75 мм) способны поднимать до 5–7 кубических метров в час с глубин 40-70 метров. А 4-хдюймовые (100 мм) насосы, работающие от одной фазы, способны дать до 10 кубов с этих глубин. При наличии 3 фаз возможности 4-х дюймовых насосов вырастают в разы, и иногда даже на порядок. Следует заметить, что региональные питьевые водоносные горизонты в известняках (Подольско-Мячковский, Каширский, Алексинско-Протвинский и др.), распространенные на территории Московской, Тульской и Калужской областей в большинстве случаев имеют значительную водообильность. Однако, при проектировании таких скважин следует провести работу по изучению гидрогеологических архивных материалов по близлежащей территории, а после бурения проверить опытной откачкой. Но даже самая тщательная проработка архивных материалов дает именно прогноз. И только после опытной откачки окончательно становится известен дебит конкретной скважина.
Особенности обустройства скважины, оборудования и ввода в дома
Есть две основные особенности обустройства скважин на несколько домов. Первая обуславливается режимом работы скважины: он характеризуется как постоянный, с относительно высоким дебитом, приближенный к режиму работы промышленных скважин. Для надежной и бесперебойной эксплуатации таких скважин требуется установка оборудования с повышенным запасом износоустойчивости
Например, важной в этом случае технической характеристикой насоса является его ограничение по количеству запусков в час. Эта величина у большинства насосов колеблется в диапазоне от 20 до 30 включений в час
Нарушение этого ограничения быстро приводит к выходу из строя насоса. Однако, некоторые бренды насосов (например, «Grundfos») имеют модуль плавного запуска, исключающего данное ограничение. Гидроаккумуляторы и реле давления для подобных условий работы также следует подбирать с повышенным ресурсом.
Второй особенностью обустройства таких скважин является схема электропитания и регулировка разводки во все дома из кессона скважины.
Учет этих нюансов обеспечит надежную и бесперебойную работу скважины десятилетиями. «Московская Буровая Компания» имеет опыт бурения и обустройства подобных скважин.
