Виды скважин на воду их классификация и характеристики

Понятие и типология скважин

Скважина — выработка грунта на поверхности земли, имеющая форму цилиндра и направленная вглубь до достижения нужного водного пласта. Ее бурение производится при задействовании тяжелого бурового оборудования. Глубина конструкции значительно превосходит ее диаметр.

Шахта может буриться под прямым углом относительно поверхности земли и с необходимым отклонением в нужном направлении. Таким образом, есть возможность получить криволинейный профиль и добиться лучшего качества воды. Технология бурения дает возможность в короткое время добиться желаемого результата.

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

• Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
• Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
• После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Типы скважин по профилю

До достижения полезного ископаемого шахта может пересекать несколько слоев грунта. Важно правильно выбрать метод для бурения скважины. В зависимости от числа плоскостей, где шахта искривляется — могут быть следующие виды скважин:

• искривленные в плоскости;
• искривленные в пространстве.

Это зависит от изгиба шахты. В связи с этим, искривление в плоскости может иметь следующие разновидности:

• ровный столб, в нижней части заканчивающийся наклоном;
• S — образный изгиб;
• J — образная конструкция.

Указанные изгибы образуются в результате разной плотности слоев грунта. В свою очередь, искривление в пространстве может проявляться в более сложных геометрических формах при бурении нефтяных и газовых скважин. Шахты для воды в своем большинстве делаются прямыми, изгибы могут применяться для обхода скальных пород.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Типы скважин по глубине

Для производства собственного водозабора важным фактором является достижение определенного водоносного пласта. В свою очередь, каждый из них находится на разной глубине:

• Первым находится «верховодка», в состав которого входят атмосферные осадки с грунтовыми водами. В зависимости от особенностей местности их глубина может достигать 25 метров. Для питья такая вода не годится, она может использоваться для ухода за приусадебным участком, поливки огорода. Для достижения глубины до 10 метров применяется забивная скважина, которая представляет собой толстостенную трубу с коническим наконечником, погруженную в грунт ударным способом.
• Вторая вода находится на глубине 40-90 метров между первым и вторым слоями суглинистого грунта. Этот водоносный слой является наиболее популярным в бытовой сфере. Среднестатистическая производительность такой шахты 0,8-1,2 куб. м/час, чего вполне хватает для удовлетворения нужд семьи при проживании в загородном доме. Такая вода может использоваться в качестве питьевой после дополнительной фильтрации. На бурение такой скважины не требуется разрешение, за потребляемую воду не придется платить поквартальный налог.
• Наиболее чистая артезианская вода находится на глубине до 200 метров, размещается в слое известняка. Природное давление на такой глубине самопроизвольно выталкивает воду на поверхность. Производительность такого водозабора может составлять 3-10 куб. м/час, чего будет достаточно для полноценной жизни нескольких семей. Вода является питьевой, может содержать растворенные минералы.

Несмотря на заявленное качество воды, перед ее употреблением необходимо сделать проверку в СЭС.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Конструкция скважины на воду – основные элементы

При бурении скважин принимают меры для защиты канала от осыпания, для этого в устройство добывающих воду скважин включают несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используют для укрепления и герметизации скважинного ствола, основными материалами их изготовления является металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы выпускают из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные виды.

Помимо резьбы, трубы соединяют между собой посредством сварки или при помощи муфт.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД, широко применяемые в распространенных скважинах на песок. Пластиковая эксплуатационная колонна может составляться из труб, имеющих длину 3 или 6 метров, а их наружный диаметр, рассчитанный на установку глубинных погружных электронасосов, обычно равен 90, 113, или 125 мм.

Донный фильтр

В устройство добывающих воду скважин на песке обязательно входит фильтр, который располагается в забое обсадной колонны и погружен в водоносный горизонт. Существует несколько разновидностей скважинных фильтров, отличающихся конструкцией и принципом работы.

Гравийный

Самый простой вид, создается путем подсыпки в забой скважины гравия с мелким зерном. Гравийная подушка препятствует забору грязевого раствора в скважине из песка и ила со дна, снижая таким образом нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 Скважинные фильтры – особенности конструкций

Щелевой

Простое устройство со стенкой обсадной трубы, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде тонких надрезов. Через узкие щели хорошо проходит вода, а мелкие частицы песка отсеиваются. Такая конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

Представляет собой мелкую сетку из коррозионно-устойчивых материалов (пищевая нержавейка или стеклоткань), обладающую высокой стойкостью к истиранию. Основной недостаток конструкции заключается в ее повышенном сопротивлении водному потоку (на 20 – 40 %), в некоторых случаях при малом дебите это может привести к недостатку воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, где требуется высокая прочность, представляет собой трубу с большим количеством просветленных круглых отверстий. Перфорированный фильтр применяют в источниках с малым объемом подачи и низким напором.

Проволочный

Выполнен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированную обсадную трубу. Отличается высокой прочностью и долговечностью, напрямую связанными с сечением используемой в нем проволоки.

Зачем нужно обустраивать скважину

Работы по обустройству решают следующие задачи:

Обустройство скважины своими руками.

• источник защищается от попадания с поверхности грязи, талой или дождевой воды;
• при минусовых температурах системе не грозит замерзание;
• создаются условия, позволяющие подключить и затем удобно обслуживать оборудование.

Схема водоснабжения из скважины

Необходимым вариантом водоснабжения необходимо задаться в самом начале реализации проекта. От конкретной схемы будет зависеть набор необходимого оборудования, а также состав и качество подаваемой воды. Существуют различные варианты водоснабжения.

Самым простым типом для дачи является абиссинская скважина, с глубиной залегания вод до 15 метров. Вода в такой скважине может подаваться по узкой трубе.

Система подачи

Промежуточный тип, это скважины с залеганием поднимаемой воды до 50 метров, хорошо подходит для частных домохозяйств. Их основной недостаток малый срок службы из-за слабой теплоизоляции.

И самым сложным, как с точки зрения работ, так и с точки зрения обустройства является вариант артезианской скважины, глубины от 50 до 200 метров. Она хорошо защищена от морозов и других воздействий. Но бурение подобной скважины не из дешёвых, а также ещё существует проблема самоизлива таких скважин, то есть вода идёт наверх без насоса. Это накладывает определённые условия на обустройство. Есть два пути:

• Установить кессон;
• Оборудовать оголовок краном, из которого постоянно будет идти вода.

Кессонная схема

Схема с краном

Установка кессона привлекательна так как это устанавливает замкнутый цикл подачи воды. Источник надёжно защищён резервуаром от грязи и погодных условий. Для частных домовладений можно использовать цилиндрические резервуары диаметром до 100 см и высотой до двух метров. Положительными сторонами современных кессонов являются:

• Экономия свободных площадей в доме;
• Отсутствие глобальных работ по теплоизоляции;
• Защита от коррозии;
• Пластиковый литой корпус.

Общий вид

Установка кессона

Вариант с краном часто используется для полива. Для защиты скважины от замерзания нужно отвести самоизливной поток, по уклону, от скважины. Вода из такого родника на выходе не будет замерзать, так как её температура +3 — +5 градусов. Закрытие воды в подобной скважине невозможно, это приведёт к тому, что оголовок разрушится и вода хлынет на участок. При обустройстве подобного типа нужно грамотно подойти к планированию и хорошо ознакомиться с теорией.

Отток воды

Значительные особенности

Перед началом любых работ нужно провести разведку уровня грунтовых вод на вашем участке. От его уровня будет зависеть положение основного защитного сооружения скважины (на поверхности или под землёй). Для защиты плодородного слоя земли необходимо использовать кустовое бурение. Данный вариант снижает уровень отсыпных работ при бурении.

Очень важной частью является выбор насоса и его установка. Насосная станция обладает самой важной ролью в системе скважины. Рациональным выбором будет использовать погружной насос, так как его показатели производительность являются одними из лучших, плюс ко всему он хорошо подходит для данного типа систем водоснабжения. Выбор зависит от многих факторов, основным из которых является глубина, например при глубине скважины в 33 метра, необходимо поддерживать давление от 1,4 до 3 атмосфер.

Вариант оборудования

Перед монтажом насосной станции необходимо прокачать скважину и очистить её от грязной воды. Насос, с герметично закрытым силовым кабелем, должен быть полностью погружен в воду, но не касаться дна скважины.

Поддержка и регулировка рабочего давления осуществляется при помощи гидроаккумулятора. Вместительная ёмкость для хранения позволяет управлять давлением в системе. Существуют разновидность разного объёма, для различных категорий систем.

План водоснабжения

Гидроаккумуляторы

Основным защитным элементом глубинной части скважины является оголовок. Он оборудован креплениями для установки водопроводных труб и другого оборудования.

Элементы конструкции оголовка:

• карабин для страховки крепления насоса;
• фланец для крепления оголовка к шахте;
• уплотнительные кольца;
• крепёжные болты;
• верхняя и нижняя крышки оголовка.

Вид в сборе

Конструкция

Поле монтажа оголовка производится срез колонны. Его необходимо зачистить о обработать антикоррозионным составом.

Общий вид скважинной системы

Размеры защитного сооружения скважины

Размеры защитного сооружения должны быть такие, чтобы монтажник легко мог произвести свою работу.

Габариты зависят от места установки оборудования. Если оно не располагается над устьем скважины, достаточно 0,8×0,8 м, чтобы человек мог опустить насос. Если в кессоне предполагается монтаж аккумулятора давления или станции, прибавляют не менее 0,5 м спереди и сзади.

Если для устройства защитного сооружения используют железобетонные кольца, минимально допустимый размер – 90 см, при условии, что оборудование будет находиться в доме. Внутри кольца диаметром 150 см размещается оборудование средних размеров, остается место для работы монтажника. Круг диаметром 200 см позволяет поместить внутри бак объемом 200 л.

Обеспечение герметичности обсадной трубы

Обсадную трубу требуется защитить от проникновения внутрь пыли и талой воды, являющихся источниками микроорганизмов. Для герметизации служит специальное устройство – оголовок, сделанный из чугуна или пластика, способный выдержать нагрузку 200 кг. Устройство состоит из:

• фланца;
• крышки;
• карабина;
• манжет;
• крепежных элементов.

Оголовок подбирают по диаметру обсадной трубы и после насаживания на нее фиксируют фланцем. Во входной крышке имеются отверстия для ввода питающего электрокабеля и водопроводной трубы. Все места соединений с трубами и кабелем надежно герметизируются резиновыми уплотнителями. Под крышку перед фиксацией болтами устанавливают прокладку.

Использование скважинного адаптера

Альтернативой дорогостоящему кессону или домику служит скважинный адаптер. Конструкция позволяет вывести водопроводную трубу в дом непосредственно из скважины. Устройство имеет вид разборного фитинга и состоит из наружной и внутренней частей. С наружной соединяется водопроводная магистраль, а с внутренней – шланг от насоса. Обе детали закрепляются на стволе скважины, повторяя его форму. Герметичность обеспечивается двойным уплотнением.

Использование скважинного адаптера.

Остановив свой выбор на адаптере, следует учитывать следующее:

1. Конструкция располагается ниже уровня промерзания почвы, и при поломке понадобятся земляные работы.
2. Обсадная труба выходит на поверхность, закрывается крышкой. Через нее вводится электрокабель.
3. Зимой возможно промерзание скважины через обсадную трубу, поэтому ее оборачивают теплоизолирующим материалом.
4. Установка оборудования возможна только в доме.
5. Монтаж адаптера требует специального ключа.

Советы по обустройству скважины

На даче, где зимой люди не проживают, оборудование рекомендуется размещать в кессоне, где всегда плюсовая температура. Перед отъездом сливают воду, даже если отсутствуют зимой несколько дней. В домах с постоянным проживанием лучшее место для оборудования – жилой дом. В нем сухо и тепло, удобное обслуживание.

Другие полезные советы:

1. На участках с высокими грунтовыми водами лучше использовать наземные защитные сооружения или адаптер.
2. Чтобы не повредить водопровод к дому, применяют защитный кожух. Это особенно важно в плывунах, пучинистых и каменистых грунтах. Электрокабель всегда помещают в трубу.
3. В схему водоснабжения обязательно включают обратный клапан для насоса и фильтр для гидроаккумуляторного бака.
4. Для подсоединения гидравлического оборудования используют запорные вентили. Это облегчает ремонт и обслуживание.
5. Необходимо постоянно следить за давлением в гидроаккумуляторе и при необходимости подкачивать.

 

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

Если вы выбираете виды скважин воды, которая будет пригодной и для питья,  то остановите выбор на грунтовых водах (это горизонт водоноса со свободной поверхностью), которые находятся сверху ближайшего от земли обширного водоупора. Обычно они находятся на глубине от 7 до 21 метра (это относится только к средней полосе России).

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.

Артезианская

Возможно, при мысли об артезианской скважине в воображении возникает бурный поток, который вырывается на поверхность под большим давлением. В некоторых случаях это действительно так и бывает. Но в своем большинстве артезианской водой называется источник, который находится на глубине свыше ста метров. Из-за определенного уровня залегания, а также водоупорных пластов, которые с огромной силой давят на источник, жидкость поднимается на значительную высоту без использования насосного оборудования. Такие источники считаются самыми чистыми. Это объясняется тем, что пока жидкость, которая пополняет ее, пройдет всю дистанцию, она успеет преодолеть несколько уровней очистки. Разработка артезианских источников является самой дорогой. Поэтому пробить такую скважину у себя во дворе сможет не каждый. Чаще всего разработка ведется для коммерческих целей, например, для компаний, которые занимаются продажей минеральной воды.

Обратите внимание! В местностях, которые находятся во впадинах есть большая вероятность того, что артезианский источник будет залегать на меньшей глубине. Известны случаи, когда было достаточно пробурить скважину на 20 метров.

Обозначение термина артезианская

Фраза «вода из артезианской скважины» привычна для слуха, но мало кто действительно понимает, что она означает.

На самом деле в специализированной литературе встречается два объяснения, что такое артезианские скважины:

• Это естественное или искусственное отверстие в почве, из которого под давлением на поверхность выходит водяной столб.
• Отверстие искусственного происхождения, проделанное в грунте до уровня залегания водоносных известковых пород.

В любом случае предполагается, что естественное давление способствует подъему жидкости на поверхность. А человек для своих нужд разработал технологии, которые позволяют пробурить землю до горизонта, где залегает чистая вода, пригодная для внутреннего применения.

Скважина на песок

Свое название скважины этого вида получили из-за того, что водоносный слой в них имеет вид песчаных отложений, в которых скапливаются подземные воды.

Их глубина составляет 15-30 м, а продолжительность службы при регулярном использовании — от 10 до 20 лет.

Скважина на песок имеет простую конструкцию, для ее обустройства используют трубы диаметром около 10 см., на самом дне располагается фильтр с сеткой. Производительность данных объектов не превышает 1,2 кубометра в час.

Их строительство наиболее распространено в частном секторе и на территориях дачных участков. Дебита вполне хватает, чтобы обеспечить водой одну небольшую усадьбу. Единственной проблемой, которая приводит к тому, что они становятся непригодными к эксплуатации, является быстрое засорение илом, песком, глиной. Поэтому, при не постоянном использовании такой объект может выйти из строя уже через 3 года.

Глубина

Глубина песчаных скважин обычно определяется по месту, либо по опыту буровиков. То есть уже известно в какой деревне есть вода и на какой глубине. По нашему опыту глубина песчаных скважин колеблется от 15 до 50 метров.

Производительность

Производительность песчаной скважины составляет гораздо меньше, чем артезианской. В час эта цифра составляет 0,6-1,2 м3/час, что составляет 10-20 литров в минуту.  Для водоснабжения отдельной семьи этого вполне хватает. Чем больше и регулярнее забирать воду, тем больше будет воды и тем дольше будет работать скважина.

Срок службы

Срок службы гораздо меньше, чем от скважины на известняк, и составляет 5-15 лет, в зависимости от регулярности использования и индивидуальных геологических особенностей. Чем более регулярно используется скважина, тем дольше работает. По истечении срока службы скважины происходит заиливание – зарастает фильтровая сетка. Это обычно обозначает, что надо делать новую скважину.

Качество воды

Качество воды, как правило, хорошее. Песок – отличный адсорбент, который фильтрует все органические соединения. А тот факт, что вода все-таки поверхностная говорит о том, что и минеральный состав также благоприятный. Однако и в этом варианте бывает, что вода содержит в себе растворенное железо, от которого на воздухе вода буреет. Система очистки только от железа  — недорогая. Подойдет кассетный фильтр-обезжелезиватель со съемными картриджами.

Колодец

Еще в очень далекие времена не были придуманы бетонные кольца, которые были бы в диаметре 1-1,6 метра, но колодцы всем были нужны. По этой причине их начали делать из камней, а также из стволов деревьев, делая срубы. Первый способ был достаточно трудоемким, а второй не таким уж и долговечным. При сочетании «грунт-дерево-влага-воздух» получилась гниение дерева в течение нескольких лет. А вот при сочетании «дерево-вода» без кислорода через 60 лет древесина стала бы мореной.

Но в последние 100 лет изобрели железобетон и простой бетон, и теперь уже колодец делали из бетонных колец. Процесс копания был таковым – на землю ставили кольцо, и внутри него начинали копать, постепенно, с увеличением глубины, опускали и кольцо. По мере углубления кольца в воду копать колодец переставали. Для того, чтобы работающие землекопы случайно не утонули, воду откачивали насосом. Да, копать колоец – труд каторжный.

Достоинства и недостатки способа

Плюсом является то, что выкопать колодец можно было везде. В этой статье мы рассмотрим центральный регион России. Воды будет предостаточно – колодец выступает в роли накопителя, в котором всегда будет 2-3 м3 воды. Обычно такая вода мягкая. Еще к плюсам можно отнести небольшую стоимость, так как кольцо на 1 м в диаметре стоит около 2700 рублей, вкопать такое кольцо будет стоить столько же. По простой арифметике можно понять, что колодец, на который будет затрачено примерно 7-10 колец, обойдется вам в 50-55 тысяч рублей.  А вот абиссинский колодец обойдется вам дешевле на 30%.

Недостатки – в колодец может легко попасть верховодка, особенно если вы проживаете в болотистой местности. Помимо этого, сверху идут засорения в виде пыли, грязи и прочих нежелательных вещей.  Иногда колодцы пересыхают, к примеру, при выкапывании весной (когда в земле воды с избытком, можно случайно спутать скопление воды с источником). Периодически следует прочищать колодец, чтобы он не заиливался. Если такое случилось, то вода поступать не будет.

Еще один минус – опасность бактерий. Иногда такие проблемы проявляются не сразу после выпивания сырой воды из колодца, а после 2-х недель (инкубационный период).

Абиссинский колодец

По имени своего изобретателя это сооружение еще называют скважиной Нортона. Отличительной особенностью является то, что ее не бурят, а пробивают. Происходит это при помощи стальной трубы диаметром 50-60 мм, на конце которой имеется острый наконечник с фильтром. Ее поднимают на некоторую высоту, используя треногу и блок, а затем резко обрушивают на грунт. После этого, трубу продолжают вбивать, нанося удары сверху.

Глубина такой скважины составляет 6-12 м, из нее можно добывать грунтовые воды либо верховодку. Поднимают их наверх при помощи поверхностного насоса или ручной колонки. Они вполне пригодны для питья и хозяйственных нужд, но также, как и вода из простого источника, нуждаются в очистке и обеззараживании.

Продолжительность службы абиссинского колодца 5-10 лет.

Глубина

От 5 (реже 3-4) метров, до 15. Очень редко забивают абиссинский колодец на глубину 20-30 метров.  На нашем сайте представлена технология самостоятельного бурения скважин на воду.  В этом способе есть ограничение по глубине залегания грунтовых вод. Эта глубина должна быть не более 8 метров от уровня  насоса. Обычно вода в скважине держится на уровне не около самого дна, а где-то посередине. Так что от дна скважины столб воды составляет несколько метров.  Поэтому скважина может быть глубиной 15 и более метров, а расстояние между насосом и зеркалом воды  не должно превышать 8 метров. Связано это со с вакуумным способом подъема воды. При создании вакуума в самовсасывающем насосе атмосферное давление толкает воду вверх, столб воды  высотой в 8 метров, а также гидравлическое сопротивление движущейся воды равны атмосферному давлению, поэтому если глубина между насосом и зеркалом воды (НЕ ДНОМ СКВАЖИНЫ!!!) более 8 метров, то вода не сможет подняться, и насос будет работать всухую.

Производительность.

Производительность зависит от места.  Для абиссинского колодца необходим водоносный пласт с достаточной производительностью. Если получается сделать абиссинский колодец, то производительность составляет 0,6-1,5 м3/час, что составляет 10-25 литров в минуту. Если неблагоприятные геологические условия в данной местности, и производительность будет гораздо меньше 10 литров в минуту, то это означает, что скважина вскоре заилится, поскольку фильтр забит не в водоносный слой, а где-то рядом. Если до водоноса не добить 1 метр,  равно как и перебить 1 метр, то воды не будет, либо будет, но вскоре кончится.

Срок службы.

Срок службы зависит от квалификации мастера, от геологических особенностей данной местности, от регулярности использования. Поэтому абиссинская скважина может работать от 5 до 30 лет, в зависимости от вышеперечисленных фактов. Если  фильтр забит точно в водоносный слой, если регулярно используется, а также если благоприятные геологические условия, то срок службы абиссинской скважины очень большой.

Качество воды.

Вода из абиссинского колодца обычно обладает самыми высокими показателями качества. Во первых, в ней минимум растворенных солей, так как вода все-таки поверхностная. Во вторых песок – лучший адсорбент, который фильтрует практически все органические загрязнения и бактерии. Вода из забивной скважины иглы по составу приближается к родниковой, поэтому ее смело можно пить сырой. Очень редко бывает наличие железа в воде, что решается установкой фильтра-обезжелезивателя.

Отопление твердотопливным котлом, двухконтурный комбинированный котел на твердом топливе (дрова, уголь)

Преимущества и недостатки

Достоинством абиссинского водозабора является возможность построить его самостоятельно с минимальным вложением средств. Скважина-игла полностью изолирована от притока верховодки. Трубчатый колодец можно забить в грунт из подвала своего дома.

Недостатков немного:

• невозможность применения погружного насоса из-за малого диаметра колонны;
• необходимость прочистки колодца от песка и ила;
• ограничения по свойствам грунта: способ применяется на мягких породах и крупнозернистых песках.

Срок эксплуатации водозабора ≥30 лет. Обязательное условие долговременности — периодическое извлечение ила и песка из обсадной колонны. Делается это с помощью желонки — цилиндрического сосуда с клапанным затвором.

Артезианские скважины

Чтобы обеспечить водой несколько хозяйств или один, но большой дом, необходим более надежный источник питьевой воды. В качестве него применяются артезианские скважины с глубиной свыше 100 м. Это название им было дано от французской провинции Артуа, где они впервые были созданы. Их характерной особенностью является то, что в большинстве случаев вода из них сама бьет фонтаном.

Бурение этих сооружений выполняется на известняк, в котором скапливается чистая полезная вода со сбалансированным химическим составом. В редких случаях артезианские горизонты можно обнаружить близко к поверхности, но это обычно происходит во впадинах местного рельефа. Не любой вид известняка может служить носителем этого водоносного слоя, а только пористый. Сквозь плотную породу вода просочиться не сможет.

По конструкции сооружения схожи с песчаными, но установка фильтра в их нижней секции не выполняется, поскольку угроза того, что объект будет забит илом или песком отсутствует. Обычно бывает достаточно того, что торец нижней трубы оставляют открытым, а в ее стенках делают перфорированные отверстия.

Очевидным преимуществом артезианских скважин является постоянный и большой дебит, не зависящий от сезона и наличия осадков. Его минимальная величина составляет 3 кубометра в час. Срок службы такого сооружения может превышать 50 лет.

Бурение на столь значительную глубину обходится недешево, поэтому часто их обустраивают вскладчину на несколько дворов, даже в этих случаях воды неизменно хватает на всех. Все это делает артезианские источники оптимальным способом водоснабжения загородных усадеб и жилого частного сектора.

Глубина

Эти скважины обладают обычно значительной глубиной. В Московской области она колеблется от 35 до 250 метров, в зависимости от местности. Именно глубина делает артезианские скважины такими дорогими. Для артезианской скважины необходимо устанавливать несколько труб. Стандартный вариант – установка обсадной трубы 133мм, которая идет до водоносного известняка. Эта обсадная труба блокирует верховодку и более глубокие грунтовые воды.

Вторая труба – это пластиковая, 125мм в диаметре, которая идет непосредственно от отверстия в пористом водоносном известняке. В эту трубу устанавливают глубинный погружной насос. Если глубина артезианской скважины весьма значительная – 200-250 метров, то в этом случае необходимо делать телескопическую скважину – то есть первые примерно 70 метров идет самая большая труба – 159 мм, затем идет более узкая, потом еще более узкая, и в конце – пластиковая труба, 125 мм в диаметре.

Глубина залегания артезианской воды в различных районах московской области.

Производительность

У артезианских скважин самая высокая производительность. Она составляет около 3 м3/час. А это – около 50 литров в минуту. Этого количества может хватить на несколько домов – до 2-5 коттеджей.  Такая производительность водоносного известняка связана с пониженным гидравлическим сопротивлением воды, при прохождении по пористой структуре известняка.

Качество воды

В артезианской воде практически нет органических загрязнителей. Связано это с тем, что залегание этой воды очень глубоко. Но вот с минеральными загрязнителями все не так гладко. В каждой местности и в каждом водоносном слое все обстоит по разному. В одной местности артезианская вода будет иметь благоприятный минеральный состав, а в другой может оказаться повышенное содержание железа (вода буреет на воздухе), марганца, солей жесткости. Для этой воды необходимо ставить систему очистки. Система очистки воды подбирается индивидуально. Сначала проводится химический анализ воды, потом исходя из данных анализа, а также из предполагаемого расхода подбирается оборудование для системы очистки воды.

Срок службы

Служат очень долго – около 50 лет, иногда дольше.

Преимущества

Преимущества артезианской скважины.

Главными достоинствами артезианской скважины являются удаленность водозабора от поверхности и залегание воды в пористых известняках, исключающих присутствие механических примесей в жидкости. Это позволяет откачивать подземный ресурс без установки на забое сетчатого фильтра.

Как следствие, проявляются и другие преимущества артезианских скважин:

• экологическая чистота воды;
• независимость от климатических и погодных условий;
• бесперебойность водоснабжения: запасы подземных вод подтверждены геологическими изысканиями.

Источник остается неиссякаемым на протяжении ≥50 лет. При этом не потребуется тратить средства на периодические очистки фильтра: его нет.

Недостатки

Связаны с затратами на стадии организации строительства и бурения глубоких выработок. Продолжительность периода от проектирования до получения паспорта артезианской скважины — 2 года.

На ограниченной территории соорудить водозабор не получится: минимальные размеры площадки для буровой установки 6х9 м. Вода содержит минеральные образования, обретенные при фильтрации сквозь грунт, является жесткой.

Водяные колодцы

Колодцы для воды.

Для забора воды с горизонтов, расположенных близко к земной поверхности, копают открытую горную выработку — шурф, его называют колодец.

Дерево для крепления стенок уже не применяется: железобетонные кольца диаметром 1-1,5 м вытеснили из применения венцы из дуба и лиственницы. Чтобы добраться до питьевой воды, понадобится шурф глубиной до 15 м.

Технология проходки водозаборной выработки:

1. Выбрать место под колодец, уложить на него первое кольцо.
2. Извлекать грунт внутри контура до тех пор, пока верх бетонного элемента не сравняется с уровнем почвы.
3. Установить второй цилиндр на вкопанный блок, повторить операцию. Последующие звенья вкапывать аналогичным порядком.
4. Откачивать погружным насосом появившуюся воду и продолжать монтаж колец, пока не будет достигнут намеченный уровень водоносного пласта.
5. Прикрепить к стволу колодца оголовок. Конструкция состоит из последнего бетонного элемента, который заглублять не нужно, и первого в земле кольца.
6. Окопать устье шурфа канавой шириной 60 см на глубину 1 м, заполнить глиной и утрамбовать. Поверх глиняного замка отсыпать песчаную отмостку.
7. Закрыть оголовок крышкой от попадания внутрь водозабора мусора.

Если достигнуть межпластового горизонта не удалось, то использовать колодезную воду в качестве питьевой можно после фильтрации и кипячения. Основное достоинство колодца заключается в накоплении влаги, что снижает зависимость дебита от выпадения осадков. Запас воды в объеме 2-3 м³ присутствует в источнике постоянно.

Недостатки

Соорудить бетонированный водоисточник можно на любом земельном участке, находящемся в собственности гражданина, без оформления разрешений. Технология возведения водозабора несложная и доступна для самостоятельного исполнения.

К недостаткам обустройства колодца относятся:

• трудоемкость земляных работ;
• угроза остаться без воды в засушливые периоды;
• необходимость изоляции стыков для исключения попадания верховодки внутрь колодца;
• обязательность периодической очистки фильтрационного слоя на дне выработки.

Нельзя строить питьевой водозабор на заболоченных участках и территориях, заливаемых в период паводка. Такой вариант несет в себе опасность попадания бактерий в источник воды.

Классификация водоносных слоев

Водоносные слои

Чем глубже находится водоносный слой, тем чище в нем вода. Грунт по своему составу не однороден – глинистые или каменные водоупорные пласты чередуются с рыхлыми веществами – песком, мергелем, илом или известняком. Песок находится ближе к поверхности, известняк залегает глубже.

Трудно выбрать идеальное место под скважину, так как в каждом регионе пласты располагаются по-разному. Чтобы определить, где есть водная жила, используют разные методы, в том числе народные – определяют по типу растений, применяют лозу, барометр.

При бурении скважины можно обнаружить следующие разновидности грунтовых вод:

• Верховодка. Это ограниченные участки, которые со всех сторон окружены водоупорными пластами. Жидкость может использоваться для технических целей, так как в нее попадают все химические вещества – фильтрующий слой на таких участках очень маленький. Минус верховодки в том, что она подпитывается дождями, а в летнюю жару уровень существенно уменьшается. Пить такую воду без предварительной подготовки нельзя.
• Грунтовые воды расположены ниже. Поскольку сверху находится большой слой почвы, жидкость более чистая и прозрачная. Количество ее зависит от времени года – весной и осенью уровень поднимается, летом – уменьшается. Песчаные пласты лучше наполняются водой в лесной местности, но на открытых участках жидкость может полностью исчезать в жаркое время года.
• Межпластовые залежи воды находятся между двумя водоупорными горизонтами. Находятся на глубине от 20 до 80 м под давлением, поэтому при бурении иногда происходит выброс жидкости.
• Артезианский водоносный слой относится к разновидности межпластового. Для них также характерно повышенное давление. Плюс скважины, пробуренной к артезианскому слою в том, что уровень жидкости в ней всегда одинаковый. Более того, под действием напора зеркало воды находится высоко. Жидкость пригодна к употреблению без дополнительной фильтрации.

Перед началом бурения необходимо сделать несколько пробных шахт и взять жидкость для анализа, чтобы определить качество воды – пригодна для употребления в пищу или нужно подвергать дополнительной очистке.

Где лучше обустроить скважину?

Если первоочередная задача, которую должен решить владелец приобретенного под строительство участка, состоит в поисках водоносной жилы и выборе вида скважины, то вторая, не менее важная – где бурить? Ответ на вопрос неоднозначный, зависит от ряда факторов и организационных мероприятий. В идеале должен создаваться проект, что позволит просчитать оптимальный маршрут прокладки труб к источникам водопотребления, позволит сэкономить расходные материалы. Рациональная организация работ заключается в следующем:

• Следует составить детальный план участка, соблюдая масштаб, с указанием всех построек. Это нужно, чтобы бурение водозаборных скважин не производилось ближе 3-4 м от сооружений, а также на отдалении 100 м от потенциальных загрязнителей грунтовых вод.
• Желательно бурить подальше от альтернативных водных источников у соседей: это не только обеспечит должную производительность своей установки, но, в то же время, не понизит гидробаланс соседних скважин.
• Участок под скважину выбирается площадью не менее 4 на 9 м с обустройством к нему подъездного пути, без деревьев, проходящих опор электропередач и других коммуникаций.
• Самое низкое место на участке не лучший выбор: существует угроза затопления скважины в осенне-весенний период.

Внимание! При обустройстве скважин должны выполняться номы СанПиН 2.1.4.1110-02 по соблюдению границ зон санитарной охраны источников водоснабжения и водоводов питьевой воды. Ими руководствуются природоохранные органы, осуществляющие контроль над разработкой скважин. Обязательны они и для исполнения любым физическим или юридическим лицом, выполняющим бурение.

Скважина для дома и для дачи: сделать правильный выбор

По данным ВОЗ около 80% заболеваний на земном шаре связано с некачественной питьевой водой. Поэтому, и владельцы небольших дачных хозяйств, и хозяева роскошных индивидуальных особняков, все должны оборудовать свои владения качественной системой водоснабжения.

В основном, пользуются популярностью такие индивидуальные виды скважин на воду:

• на песок;
• артезианские.

Хотя установки по водообеспечению целых поселков и дачных кооперативов тоже практикуются. Часто, обращаясь в специализированные организации по оказанию подобного вида услуг, представителей садово-огороднических обществ интересует вопрос: какую скважину бурить для дачи? Учитывая сезонных характер пребывания людей, неравномерный, небольшого объема (0,1-– 1,5 куб.м /час) расход воды на легкую стирку, полив, приготовление еды, принятие душа, незначительную площадь дачного участка (4-6 соток), оптимальным вариантом будет скважина на песчаный горизонт. В этом случае достаточно углубиться на 30 м, не более, что вполне под силу выполнить мобильной буровой установке легкого типа. Это бюджетный вариант бурения.

Артезианская гидроустановка – это ответ на вопрос, какую скважину лучше бурить для дома. Достигнув глубины 50 м, открывается водоносный пласт с улучшенными характеристиками воды, отвечающими нормам СанПиН для питьевого режима. Такой вид скважин гораздо дороже дачного варианта, но он вполне окупается долгим сроком эксплуатации, большой производительностью. Нахождение водоносного слоя между водоупорными пластами характеризуется повышенным давлением при их вскрытии. Скважина постоянно подпитывается. Высокое качество воды объясняется ее природной фильтрацией и не требует дополнительной очистки. Для стабильной работы гидроустановки не требуется постоянного разбора воды.

Качество и водный режим зависят не только от того, какие бывают скважины. Немаловажную роль играет подбор силового оборудования. Производительность, бесперебойная работа насоса влияет на уровень комфорта проживания на даче или в доме. И если для сезонного забора воды подойдет обыкновенный «Малыш» отечественного производства, то для надежной работы глубоководной установки следует не экономить, а приобрести погружное нагнетательное оборудование требуемой производительности в зависимости от потребности в воде всех жильцов дома. Скважинные насосы итальянского или немецкого производителя (к примеру, Grundfos, Pedrollo) или же отечественные «Водомет», «Водолей» вполне удовлетворяют этим требованиям. Немаловажно использовать качественные металлические или пластиковые трубы соответствующего диаметра, установить надежную автоматику, защитить заборные отсек эффективными фильтрами.