Артезианская скважина

Глубина артезианской впадины

Как видно, основная разница в том, на какой глубине артезианская скважина, а на какой все остальные воды в пределах земли. Они не соприкасаются между собой, потому состав чист от загрязнений и вредных примесей.

Скважина на артезианскую воду

Минимальный порог бурения, чтобы добыть артезианскую воду – 25-50 метров.

В зависимости от рельефа и геологических особенностей расположения пластов, этот показатель увеличивается вплоть до 300 метров ниже уровня моря.

Среднестатистический показатель глубины скважины составляет 70-100 метров.

Такая вода находится между двумя пластами земных пород, зажатая под высоким давлением.

Потому для бурения используют особенное оборудование, а скважину оформляют при помощи специальной установки, которая контролирует постоянный высокий напор воды.

Глубина бурения при добыче артезианской воды составляет 25-300 метров, в зависимости от особенности рельефа и местности.

Химический состав артезианских вод

Если состав грунтовых вод полностью зависит от внешних условий формирования, то артезианский бассейн от них изолирован.

На формирование химического состава артезианской воды полностью влияют слои земной коры, между которыми она заключена. Нередко заранее определить его невозможно

Обратите внимание на такие особенности формирования химического состава воды:

• Железная руда насыщает воду железом
• Известняк обеспечивает примесь из солей
• Возможно вхождение фтора при соседствующих залежах минералов
• В некоторых регионах в воду попадает марганец
• Во всех источниках в составе воды обнаружен кальций

Классический состав изобилует кальцием, фтором, железом и магнием. Как правило, вхождение элементов сбалансировано и пригодно для организма человека, но вода очень жесткая.

При кипячении появляется характерный осадок. Экологи рекомендуют смягчать особенно жесткий состав воды, чтобы пить сразу, без термальной обработки.

Химический состав нередко превышает установленные государством нормы питьевой воды:

• Магний – в пределах 20-50мг на 1 л
• Железо – до 0.3 мг на 1 л
• Кальций – в пределах 20-140 мг на 1 л
• Жесткость – не выше 7 баллов по шкале
• Фтор – в пределах 0.7-1.5 мг на 1 л

В исключительных случаях показатели меньше установленных государственной политикой здравоохранения.

Особенность химического состава артезианской воды – его статичность, он не меняется из-за атмосферных изменений, сезона и времени. На качество воды также не влияет понижение или повышение температуры воздуха. Недостаток – вхождение химических элементов превышает государственные нормы.

Польза артезианской воды

По мнению медиков, артезианские воды–наиболее чистые и полезные для человеческого организма на Земле. Они полностью изолированы от других водных ресурсов.

Потому в них отсутствуют вредоносные микроорганизмы, бактерии и бациллы. Более того – исключена возможность инфекционного заражения на протяжении всего периода эксплуатации скважины.

Сегодня эта проблема решается при помощи мощных фильтровых установок, которые монтируются на выходе их скважины и на входе в систему домашнего водопровода. После этого вода становится полностью пригодной для питья и очень полезной.

Польза:

• После фильтрации вода имеет сбалансированный состав
• Изначально отсутствуют микроорганизмы и примеси
• Не заражается извне химикатами, сточными водами и тому подобным
• В состав воды входят все химические элементы, необходимые организму
• Обладает исключительными вкусовыми свойствами из-за баланса микроэлементов и солей
• Её не нужно дополнительно проверять для выявления инфекционных бактерий, бацилл и палочек
• Обеспечивает стабильный состав воды круглый год, что полезно для организма

Артезианская вода имеет стабильный химический состав с вхождением всех нужных элементов, что полезно для здоровья, а также не загрязняется извне.

Недостатки

Основной недостаток – превышение норм по вхождению химических элементов в состав воды. Решается при помощи дополнительной фильтрации на выходе из скважины

Изначально вода очень жесткая по составу, при кипячении всегда остается осадок. Потому её смягчают при помощи установки, снижая концентрацию железа и солей.

Требует регулярной диагностики и замены фильтров. Сама установка конструкции дорогостоящая. Решение – кооперация нескольких домовладельцев для бурения одной скважины на всех.

Это самая полезная вода на планете, однако, она требует фильтрации и постоянных денежных вложений на очистку. С другой стороны, один источник бесперебойно дает чистую воду 50 лет.

Преимущества и недостатки

С каждым годом скважины пользуются всё большей популярностью, что объясняется их универсальностью использования и многочисленными преимуществами. К достоинствам глубинных скважин принято относить следующее:

• гарантия решения проблем с водоснабжением;
• высокая производительность;
• низкая бактериологическая загрязненность полученной воды;
• возможность бесперебойного водоснабжения;
• длительный срок эксплуатации.

Выбрав артезианскую скважину, можно гарантированно получить воду даже в самых засушливых местах или на участках, расположенных на возвышенности. Если поверхностные, так называемые абиссинские, скважины на песок не всегда позволяют получить качественную воду, то глубинные полностью решают имеющиеся проблемы.

Глубинные скважины обеспечивают непрерывную водоотдачу, вне зависимости от имеющихся точек расхода. Показатель мощности не зависит от времени года, что позволяет полностью решить проблемы с водой, обеспечив комфорт проживания в частном доме, куда не подведены центральные коммуникации.

Артезианская вода практически не подвержена поверхностным загрязнениям, в том числе канализационным стокам и минеральным удобрениям. Практически полностью исключается бактериологическая загрязненность воды, поэтому в большинстве случаев не требуется какая-либо дополнительная фильтрация и водоподготовка.

Недостатком таких глубинных скважин является их высокая стоимость. В зависимости от используемой технологии метр уложенной трубы будет оцениваться в 2−2.5 тысячи рублей. Соответственно, вся работа в зависимости от расположения водоносного слоя обойдётся 60−200 тысяч рублей. В редких случаях, когда артезианская вода находится под большим слоем известняка, в ней может увеличиваться процентное содержание железа, что требует дополнительной водоподготовки и приобретения дорогостоящего оборудования.

Особенности проектирования

Бытовое водоснабжение является специфическим видом работ, поэтому проектирование нужно доверять профессионалам.

Оно состоит из таких этапов:

• Поиск площадки для скважины;
• Выбор водоносного слоя;
• Определение потенциального дебета источника;
• Подбор насоса, водоподъёмного оборудования и фильтра подходящего типа и размера;
• Выбор буровой техники и метода бурения;
• Планирование и разработка конструкции;
• Расчеты динамического уровня воды и объёма водозабора;
• Разработка проекта санитарного зонирования.

Часто в процессе строительства возможны отклонения от намеченных в плане расчетов, поэтому такие показатели, как геологический разрез, конструкция, динамический и статический уровень водоносного горизонта, корректируются в процессе бурения, и изменения вносятся в проект.

Этапы создания артезианской скважины

1. Получение согласовательной и разрешительной документации на работы;
2. Бурение, включая дробление породы (механически, взрывами и т.д.); подъем шлама (пневматическим, механическим или комбинированным способами);
3. Обсадка ствола трубами (сколько их- определяется на стадии проектирования);
4. Установка насоса;
5. Её прочистка, рабочие и опытная откачки;
6. Химический анализ воды;
7. Устройство кессона (бетонного, пластикового или из нержавеющего металла);
8. Установка электрооборудования и автоматики;
9. Прокладка водопровода к дому;
10. Монтаж гидроаккумулятора (в кессоне или внутри дома).

Для того чтобы определиться, какой из этапов можно выполнить самостоятельно, а какой с привлечением специализированной фирмы-подрядчика, рассмотрим подробнее некоторые из них.

Выбор места для бурения

Схема расположения скважины на участке

Скважина не должна находиться ближе:

• 300 метров от источников загрязнения: АЗС, промышленных предприятий и прочих;
• 200 метров от свалок, канализации и могильников;
• 30 метров от зданий, построек, деревьев.

Получение разрешения на бурение

Перед началом работ необходимо, согласно закону РФ от 21.02.1992 г. №2395-1 «О недрах», получить лицензионное соглашение. Бурение артезианских скважин – дело хлопотное и материально затратное. Но высокая водоотдача скважины дает возможность снабжения водой нескольких частных домов или хозяйств. Объединение усилий дает возможность облегчить процесс устройства источника.

Для получения разрешения на бурение нужно предоставить:

1. В представительство Федерального агентства водных ресурсов России:
   • Пакет документов (заявление, генеральный, кадастровый, ситуационные планы участка);
   • Расчет суточного потребления воды из скважины.
2. В представительство Роспотребнадзора:
3. В отдел природопользования и охраны окружающей среды:

Бурение артезианских скважин

Установка для бурения артезианских скважин на известняк

Место бурения, включая пространство для отвала грунта, обносится забором. Если глубина артезианской скважины предполагается до 20-30 метров, то бурение можно выполнить с помощью ручного бура со сменными насадками (сверло, резак, долото).

Обсадка ствола

Установка обсадной трубы из ПВХ в ствол скважины

После окончания бурения верхних песчаных слоев выполняется их обсадка. Для этого используются обсадные трубы (сколько – определяется при проектировании скважины):

1. металлические (быстро и легко монтируются);
2. пластиковые (их монтаж сложнее, но больше срок службы).

После установки всех обсадных труб монтируются фильтровая и эксплуатационная колонны. Пространство между фильтровой и обсадной колоннами заполняют кварцевым гравием и специальной глиной.

Регистрация скважины

Отделом природопользования и охраны окружающей среды проводится геологическая экспертиза готовой скважины. По ее результатам определяется пригодность воды для пищевого или только технического пользования. Водозаборному узлу присваивается кадастровый номер, выдается заключение на право пользования.

Артезианская скважина при условии правильной эксплуатации способна радовать владельца чистейшей водой долгие годы (50 лет и более).

Глубина бурения и закон о недрах

Законодательство РФ (Закон «О недрах» 2395-1 от 21.02.92) относит подземные воды к категории полезных ископаемых, что обязывает получать лицензию на право использования на собственных участках.

Статья 19 указанного Закона указывает, что данный документ необходимо получать при потреблении подземных вод в объеме более 100 м3/сутки. При меньшей производительности разрешение на строительство источника не требуется. Верхний предел допустимого отбора воды составляет – 500 м3/сутки.

Помимо разрешенного дебита скважин, законодательство (ст.10) определяет и срок эксплуатации. Лицензия выдается только на 25 лет. После этого возможность продления документа возможна при создании специальной комиссии.

Более подробно о том, как получить лицензию на артезианскую скважину читайте в нашей статье здесь.

Способы обустройства артезианской скважины

Применяют несколько вариантов создания АС, что зависит от ряда факторов:

• от величины требуемого дебета, влияющей на диаметр обсадки и мощность насосов;
• от геологических особенностей участка;
• от диаметра насосного оборудования.

Наибольшее распространение получили такие виды конструкций:

1. Обычная или типовая . Ее применяют при наличии хорошего давления, когда в известковом горизонте отсутствуют пространства, заполненные песком, и прослойки глины. В данном случае колона – обсадка доводится до его верхних слоев. Потом бурят отверстие, размеры которого меньше обсадки. В итоге вода под давлением поднимается до определенного уровня. Ниже его примерно на 8 – 10 метров опускают глубинный насос.
2. Двойная обсадка . При реализации данного варианта задействуют две обсадные колоны — металлическую и пластиковую, а не одну. Первую доводят до горизонта, а потом в нее вставляют вторую. Ее погружают почти до конца сухого известняка. Подобный тип конструкции задействуют при обнаружении в верхних слоях горизонта глиняных прослоек.
3. С использованием кондуктора . Этот метод отличается от типового варианта наличием в верхнем крае артезианской скважины колоны-насадки, имеющей больший диаметр. Данная особенность позволяет обеспечить защиту обсадки от плавунов.
4. Телескопический метод устройства обсадки . Отличие такой конструкции заключается в том, что при ее обустройстве применяют два и больше вида обсадных колон. Эта технология позволяет устраивать АС, как в плотных, так и в неустойчивых слоях.

С учетом того, с какой глубины скважина считается артезианской, существуют и другие варианты, помимо вышеописанных конструкций.

Варианты обустройства скважины

Обустройство — это комплекс действий для установки и запуска скважинной техники. Процедура благоустройства обычно включает:

1. Земляные работы: подготовку траншеи, приямка или котлована.
2. Установку скважинного адаптера или кессона.
3. Установку насоса для подъема воды на поверхность.
4. Монтаж гидробака для контроля давления в системе.
5. Установка блока автоматики для управления насосом.
6. Подключение дачи или коттеджа к водопроводу.

проводит установку оборудования по разным вариантам. Мы предлагаем на выбор несколько схем обустройства.

Летний вариант с оголовком

Летний вариант включает опуск насоса и монтаж оголовка. Установка гидробака и автоматики не проводится, как и подключение здания к системе. Летний вариант подходит для полива растений на дачных участках.

Схему с оголовком можно выбрать при ограниченном бюджете на установку техники. Недостатком схемы является сезонное использование. На зиму систему нужно консервировать, или замерзшая вода приведет к поломке оборудования.

Рисунок 5: Обустройство с оголовком

Обустройство с адаптером

Адаптер — это переходник, который ставится на колонну ниже линии промерзания грунта. На этом же уровне выполняется укладка водопровода. Оборудование размещается внутри здания.

Водопроводом можно пользоваться в течение года. Но установка адаптера нарушает целостность колонны. Поэтому необходимо регулярно выполнять обслуживание системы

Рисунок 5: Обустройство с адаптером

Обустройство с кессоном

Кессон — это резервуар, предназначенный для установки техники. В нем размещается гидробак и система автоматики. Резервуар монтируется под землей, что экономит место в здании. устанавливает кессоны собственного производства.

Мы выпускаем металлические, оцинкованные и пластиковые резервуары. Самыми надежными из них являются пластиковые емкости. Пластик не ржавеет в почве, поэтому резервуар прослужит 50-60 лет.

Рисунок 6: Обустройство с кессоном

Документальное оформление

Согласно российскому законодательному праву, перед реализацией проекта АС, необходимо получить соответствующее разрешение. Для этого следует собрать следующий пакет документов:

• Свидетельство прав собственности на недвижимость (участок, где буду проводиться работы). Если право владения принадлежит другому лицу, то в этом случае предоставляется договор аренды.
• Утвержденный сотрудниками Федерального агентства защиты водных ресурсов расчет потребления воды.
• Заключение, полученное в органе Роспотребнадзора, о том, что на участке могут проводиться соответствующие работы. Согласно требованию этой службы, необходимо организовать охрану участка, где будет водоразборная скважина. Размеры такой зоны 60,0х60,0 м, на территории запрещено устанавливать любые виды сооружений. Вокруг такой территории необходимо возводить защитное ограждение. В некоторых случаях позволяется сократить охраняемую территорию до 30,0х30,0 м.
• Резолюцию по проектированию в департаменте мониторинга недр.
• Заключения геологической экспертизы (необходимо для постановки на учет).

Помимо предоставленных документов понадобится оплатить налог и получить лицензию на добычу, ее стоимость начинается от 70 тыс. рублей. На размер оплаты влияет производительность АС, например, если добыча ведется в промышленных масштабах, то лицензии возрастет до 300 тыс. руб (максимальная стоимость). Согласитесь, цена не малая, но если от скважины будет запитан поселок, то расходы на лицензию можно сократить.

Обратим внимание, что многие компании, предлагающие услуги по обустройству АС, помогают своим клиентам оформить все разрешительные документы

История происхождения артезианских колодцев

Первое упоминание об артезианском колодце датируется 1126 годом. Рабочие французского селения копали землю, чтобы устроить источник воды. Пройдя слой глины, они стали опускаться глубже. Однако признаков присутствия воды не наблюдалось. Неожиданно дно колодца стало подниматься. Рабочие спешно поднялись на поверхность. А из-под земли хлынул поток, который превратился в бьющий фонтан. Так жители селения Артуа открыли грунтовые воды, способные подниматься на поверхность земли.

В России колодцы с артезианской водой набрали популярность в XIX веке. Благодаря большому количеству пробуренных скважин, люди получили возможность потреблять её в неограниченных количествах удобным для себя способом.

Способы получать питьевую воду

В зависимости от особенностей геологии региона, плотности населения, удаленности от цивилизации и прочих факторов, различают несколько основных способов получать воду из недр земли:

• Неглубокая скважина (как правило до 30 м). Вода добывается из песчаных водоносных горизонтов.
• Артезианская скважина. Известняковые водоносные горизонты, глубиной от 50 м.

Неглубокая скважина

Её глубина нечасто превышает 30 м. Добывать воду неглубокого залегания достаточно просто. Вам не понадобится проходить разрешительную процедуру, а стоимость бурения достаточно низкая. На первый взгляд может показаться, что получать воду на небольших глубинах выгодно с любой точки зрения, но это не совсем так. Целый ряд недостатков может изрядно подпортить вам быт и усложнить ведение хозяйства.

Песчаные горизонты сильно подвержены внешним факторам, что ставит под сомнение целесообразность бурения на небольшие глубины. Добывая воду на глубине до 30 м, высока вероятность попадания в воду отходов близлежащих промышленных предприятий, что в лучшем случае может испортить вкус воды. Не стоит забывать о климатическом и погодном факторе. Засушливый сезон вполне может способствовать истощению водоносного горизонта.

Артезианская скважина

При глубине от нескольких десятков до сотен метров, вода добывается из известняковых горизонтов. Глубина залегания известняка достаточно большая и начинается в среднем на уровне 50 м. Это усложняет техническую сторону вопроса. Выполнить бурение будет сложнее, дольше и дороже. Данные факторы часто отпугивают хозяев частных участков.

Высокая цена, необходимость получения лицензии и сложность процедуры кажутся непосильной задачей. Однако познакомившись с вопросом ближе, все становится не так страшно. Выгода от пользования артезианской скважины в разы превосходит аргументы против её бурения.

Какую скважину называют артезианской

В индивидуальном водоснабжении используют три типа скважин, отличающихся в первую очередь глубиной залегания. Самая мелкая из них – абиссинская, располагается на глубине от 5 до 30 метров и рассчитана на водозабор из первого поверхностного водоносного пласта. Абиссинки многие домовладельцы своими руками бурят вручную или с использованием труда наемных рабочих, специализирующихся на такой разновидности бурения.

Шахту проходят ручным буром (намного реже желонкой) небольшого диаметра без использования дорогих и сложных механизмов, специальной техники, водозабор проводят с помощью поверхностного электронасоса. Фильтр обсадки стараются размещать в водоносном пласте без опоры на песчано-илистое дно, поэтому выкачиваемая питьевая вода обладает неплохим качеством.

Скважины на песке достигают глубин 70 м, для их прокладки применяют спецтехнику, а в пробуренный канал помещают колонну из полимерных и реже стальных труб, опирающуюся на песчано-глинистое дно. Водозабор проводят погружным электронасосом, вода имеет высокое содержание глиняных, песчаных примесей и поэтому нуждается в улучшенной грубой и тонкой очистке.

Отвечая на вопрос, что такое артезианская скважина, в первую очередь говорят о ее глубине, которая лежит в диапазоне от 35 до 300 м. При ее прохождении доходят до твердых известковых пород, над которыми располагается водоносный пласт, поэтому вода отличается высокой прозрачностью и отсутствием песчано-глинистых примесей. Колонна при установке в канал испытывает высокие поперечные нагрузки грунта, поэтому в скважине практикуется использование прочных стальных труб. Для водного забора используют погружные насосы наибольшей мощности – благодаря значительному давлению почвы на водоносный бассейн, наполняемость в единицу времени (дебет) артезианского источника является наивысшей среди других видов скважин.

Рис. 2 Артезианская скважина – устройство

Артезианская скважина и ее разновидности

Чтобы понять, что из себя представляет артезианская скважина, нужно знать, как залегают пласты в грунте и где между ними находится вода. Выше всего находятся источники, которые называют верховодками. Это небольшие залежи на водоупорном слое глины или камня. Для бытовых нужд можно пробурить неглубокую скважину и поливать огород летом. Самое неприятное, что именно летом количество жидкости в таких источниках небольшое – они подпитываются весной после таяния снега и осенью после осадков. В верховые воды попадает большое количество химических веществ, поэтому пить ее не рекомендуется до проведения лабораторных анализов.

Далее расположены грунтовые воды. Залегают они на водоупорном слое из глины, на котором находится водоносный слой из песка. Жидкость впитывается по всей площади водной жилы, может содержать остатки стоков из септиков или животноводческих хозяйств. Чтобы пользоваться постоянно колодцем, нужно обеспечить чистоту источника. В скважинах на песке уровень жидкости меняется в зависимости от времени года, но в основном вода есть круглый год.

Межпластовые водяные жилы защищены расположенным сверху водоупорным слоем, поэтому жидкость в них более чистая, чем в песчаном слое. В некоторых местах они могут соединяться, поэтому воду сначала проверяют на наличие химикатов и органики. Если на участке будет чистая скважина, нет необходимости бурить глубже.

Артезианские скважины дают самую чистую воду из всех существующих в природе. Источник подпитки обычно находится очень далеко – за десятки и сотни километров от места водозабора. Это может быть полноводная река или море. Жидкость циркулирует в слоях известняка, гипса или мергеля. Могут быть напорные или безнапорные. Вторые встречаются очень редко. Артезианские бассейны – это многоуровневые вертикально расположенные водоносные горизонты, которые занимают огромные площади.

Виды конструкций

Есть несколько вариантов обустройства АС, на выбор того или иного из них оказывают влияние следующие факторы:

• требуемый дебет, в зависимости от этой характеристики выбирается диаметр обсадки и мощность насоса.
• геологический характер участка.
• диаметр насоса.

Наиболее распатронены следующие конструкции:

Типовая (обычная). Она используется при условии хорошего давления, отсутствия в известняковом горизонте глиняных прослоек и заполненных песком пространств. В этом случае обсадную колону доводят до верхнего слоя горизонта. В нем бурится отверстие размерами меньшими, чем у обсадки. Под давлением вода поднимается на определенный уровень. Ниже его (примерно на 8-10 метров) опускают глубинное насосное оборудование. На рисунке ниже показано, как устроена такая конструкция.
Типовая скважина

Обозначения:

1. А – верхние слои почвы.
2. В – слой песка.
3. С – пласт глины.
4. D – слой сухого известняка (верхний горизонт).
5. Е – водоносный слой.
6. F – колона-обсадка.
7. G- глубоководное насосное оборудование.

Двойная обсадка. В такой конструкции используются две обсадные колоны — металлическая и пластиковая. Первая доходит до горизонта, затем внутрь ее вводят пластиковую колону, она опускается практически до конца сухого известняка.
Верхняя (А) и внутренняя (В) обсадки

Такой тип конструкции применяется в случае обнаружения в верхних слоях горизонта глиняные прослойки.

С установкой кондуктора. От типовой конструкции отличается только наличием специальной насадки-колоны большего диаметра в верхнем крае скважины.
Скважина с кондуктором

Эти незначительные изменения в конструкции позволяют защитить обсадку от плавунов.

Телескопическое устройство обсадки. Такая конструкция отличается тем, в ней используется два и более вида обсадных колон. Это позволяет обустроить АС как в плотных, так и неустойчивых слоях.
Принцип конструкции телескопической артезианской скважины

Мы привели наиболее распространенные типы конструкций АС, их вариаций значительно больше.