Бурение скважин находится в частной собственности, однако ресурсы подземных вод, включая глубоководные источники, принадлежат государству, что подчеркивает важность соблюдения законодательства при их использовании.
Артезианская скважина
Согласно определению, представленному в Википедии, артезианская скважина — это скважина, пробуренная в целях извлечения подземных вод, которые находятся под давлением и заперты между водоносными слоями. Эти воды часто являются самоизливающимися, что обозначает их способность подниматься на поверхность без необходимости использования насосного оборудования.
В Москве и соседних регионах понятие самоизливающегося колодца подразумевает устройство, которое направлено к известняковому водоносному горизонту, где подземные воды могут свободно восходить на поверхность, благодаря своему природному давлению.
Природа предоставляет нам преимущества в виде многослойной структуры известняка, в расслоениях которой содержатся значительные объемы воды. Уникальная геология местности способствовала образованию известняковых пластов, находящихся под давлением, что делает возможным использование артезианских источников.
Википедия подчеркивает, что известняк представляет собой осадочную горную породу, в основном состоящую из карбоната кальция (CaCO3), что делает его важным элементом в гидрогеологии. В Московской области наблюдается наличие древнего моря, дно которого совпадает с уровнем известнякового фундамента, что объясняет богатство подземных вод в этом регионе.
Исторически можно заметить, что море несколько раз завоевывало эти земли в процессе геологической эволюции, что привело к образованию уникальных водоемов и подземных резервуаров.
Роль артезианских скважин в нашей жизни
На практике артезианские источники имеют огромное значение в обеспечении человека чистой и безопасной водой в различных условиях. Именно поэтому их использование становится все более востребованным.
На сегодняшний день антропогенное загрязнение ещё не достигло таких глубин, чтобы испортить подземные запасы воды, что делает их особенно ценными.
Организация водоснабжения на основе артезианских скважин может быть осуществлена как для индивидуального использования (например, для частного коттеджа), так и для более крупных объектов, таких как целые городские районы. Однако это зависит от начального диаметра бурового инструмента и мощности насосного оборудования.
Компания SystemsforHome активно занимается внедрением эффективных решений по водоснабжению, что актуально для частных загородных домиков. Рассмотрим более подробно специфику этой работы.
С учетом того, что верхний песчаный водоносный слой имеет тенденцию к иссушению, часто возникает необходимость в открытии самоизливающихся источников. Это позволит решить задачу устойчивого водоснабжения на длительный период — от 30 до 50 лет. Производительность таких колодцев в отдельные моменты может достигать более 3000 литров в час, что полностью удовлетворяет потребности в воде, включая полив садовых и дачных участков.
На рисунке 1 можно увидеть несколько примеров артезианских скважин, отличающихся друг от друга в зависимости от точки бурения и конструкции.
Строительство кустарных источников
Все виды колодцев можно условно разделить на три основные группы, исходя из их конструкции.
Конструкция труб.
При бурении артезианских скважин соблюдаются два критически важных условия:
- Давление воды в пласте должно быть достаточным для поднятия уровня грунтовых вод на более чем 10 метров выше подземного горизонта.
- Известняк должен быть высокого качества, чистым и однородным, без примесей песка или глины.
Такие удачные совпадения встречаются достаточно часто и могут составлять 10 различных вариантов, что показывает разнообразие условий для успешного бурения.
На рисунке 1 представлены первые два варианта. Например, вариант 1 иллюстрирует случаи самоосушения, однако такие ситуации встречаются довольно редко.
Проектирование двух труб.
Данная конструкция чаще всего применяется в следующих случаях:
- Когда уровень грунтовых вод находится на низком горизонте.
- Если известняковый слой имеет промежуточные слои мягкой или рыхлой породы.
- По желанию заказчика, что может включать предпочтения по конструкции.
Эти варианты соответствуют номерам 3 и 4 на рисунке 1 и подчеркивают гибкость проектирования в зависимости от геологических условий.
Расширяющиеся и сужающиеся конструкции.
Такие конструкции применяются в геологических условиях, где встречаются различные осложнения:
- Находка сухих пластов, обладающих высокой проницаемостью и поглощающих буровые растворы.
- Если сложилась ситуация с геологическими трудностями, такими как неправильно расположенные трубопроводы или нестабильные слои.
На рисунках 2 и 3 представлены возможные геологические осложнения, что позволяет прояснить различные подходы к бурению.
Обсадные трубы
Срок эксплуатации артезианской скважины в значительной степени зависит от качества корпуса, который собирается из отдельных корпусных труб. При коррозии или износе этих труб эксплуатация скважины становится невозможной.
— Железная труба.
Корпус железной трубы состоит из труб диаметром 133 или 159 мм, которые соединяются между собой с помощью резьбы. На соединениях могут появляться трещины — это первичный признак коррозии, который со временем может усугубляться. Как правило, коррозия не становится значительной проблемой в течение первых 25-30 лет использования.
Существующие резьбовые соединения (суставы) имеют срок службы на 10–15 лет больше, что подтверждено как расчетами, так и практикой эксплуатации (см. Фото 5).
Важно отметить, что коррозия труб может возникать быстрее, если толщина стенки трубы меньше необходимой. Для являются минимальными требованиями для стальных труб – 4 мм, а оптимальной толщиной считается 4,5 мм (см. Фото 6).
Диаметр 133 мм считается достаточным для поддержания колодца для одного коттеджа, в то время как 159 мм подойдет для нескольких домов, что обеспечивает надлежащие потоки воды.
— Труба из ПНД.
Пластиковые трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД) также являются значимой альтернативой для резьбовых корпусных труб. Рекомендуемая толщина стенок таких труб составляет не менее 7,5 мм, что обеспечивает дополнительную устойчивость к механическим повреждениям.
Из-за свойства материала к коррозии срок службы ПНД труб может превышать 50 лет, что делает их привлекательным выбором.
Доступные диаметры таких труб составляют 117 и 125 мм, что позволяет выбрать наиболее подходящие по условиям задачи.
— ПВХ труба.
Пластиковые трубы из поливинилхлорида (ПВХ) могут использоваться в качестве внешних (основных) обсадных труб на глубинах до 100 метров. Минимальные толщины стенок для различных диаметров, таких как 125 мм, 140 мм и 170 мм, составляют 7,5 мм, 8 мм и 8 мм соответственно. Установка колонн осуществляется с помощью резьбовых соединений (см. Фото 7).
Важно отметить, что материал ПВХ не подвержен коррозии и может служить более 50 лет, что значительно уменьшает затраты на техническое обслуживание. В то же время использование труб с толщиной стенки менее 6 мм строго запрещено.
Бурение находится в частной собственности, однако ресурсы подземных вод, включая глубоководные, принадлежат государству, что требует соблюдения всех норм и стандартов при эксплуатации.
На какой глубине находится артезианская питьевая вода
Артезианская вода располагается на подповерхностном уровне, находясь между водоносными горизонтами — плотными породами, которые либо не проницаемы, либо имеют сниженные уровни проницаемости. После очистки артезианская вода становится пригодной для питья и залегает на глубине от 100 до 1000 метров. Важно отметить, что бассейны подземных вод образуются в специфических геологических структурах, таких как полости или дупла в горных породах.
Главной особенностью артезианских источников является наличие напора воды. Когда водоносные горизонты осадки вскрываются в процессе бурения, содержимое источника поднимается выше уровня подземного резервуара за счет внутреннего давления. В некоторых случаях, когда давление особенно высоко, воды из артезианских источников могут фонтанировать на поверхность.
Для извлечения водных ресурсов в таких ситуациях может не потребоваться специальное насосное оборудование. Артезианские бассейны обогащаются за счет дождевых осадков, что делает их важным источником пресной воды. Места, которые подпитывают такие бассейны, обычно расположены на возвышенностях или на более высоких участках местности. Процесс фильтрации питьевой воды происходит естественным образом, когда она проходит через многослойные осадочные породы, такие как известняк и песок.
Довольно часто источники подземных вод находятся на значительном расстоянии от открытых водоемов, иногда достигая десятков километров. Следует помнить, что такие подземные воды являются национальным достоянием, в связи с чем для их бурения обязательно необходимо получать разрешение и согласовывать все действия с соответствующими государственными органами. Каждая скважина должна быть зарегистрирована в официальных реестрах.
Химический состав артезианской воды
Когда речь идет о том, на какую глубину нужно бурить скважину для получения питьевой воды, необходимо обратиться к знаниям гидрогеологов. Все ресурсы подземных вод отображены на гидрогеологических картах, что позволяет оценить среднюю глубину для конкретной местности. Глубина может изменяться в зависимости от содержания органических веществ и концентрации кислорода в подземных водах.
Химический состав артезианской воды, как правило, практически свободен от органических примесей и содержит минимальные уровни растворенного кислорода. Основные компоненты жидкости зависят от типа твердых пород, образующих стенки водоносного пласта. Обычно артезианская вода богата микроэлементами, такими как железо, магний, марганец, кальций и фтор.
Важно отметить, что концентрации фторидов и соединений тяжелых металлов могут превышать допустимые нормы. Именно поэтому артезианская вода проходит серьезные процессы фильтрации и очистки перед разливом в бутылки или перед подачей в распределительные сети. Обработка жидкостей выполняется в соответствии с международными стандартами, установленными Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), а в России соответствующие нормы определяются в СанПиН (Санитарно-эпидемиологические правила и нормы).
Зоны загрязнения подземных вод нефтепродуктами, тяжелыми металлами и радиоактивными элементами со временем расширяются вокруг промышленных объектов. Также негативные последствия имают сточные воды, и большинство из них сливается в тех же районах. Более приемлемые показатели чистоты подземных вод наблюдаются в той местности, которая удалена от крупных городов и промышленных предприятий. Однако даже в таких местах пыль и осадки могут приносить различные вредные вещества.
Глубина бурения артезианской скважины
Когда обсуждают концепцию самоизливающихся колодцев, стоит отметить, что глубина таких источников варьируется от 35 до 250 метров. Эта глубина влияет на стоимость бурения и прокладки труб в дополнительно высвобождаемом пространстве колодца.
Глубина залегания водоносного горизонта напрямую влияет на возможность строительных работ и расположение будущих источников воды.
Наиболее распространенным подходом при бурении артезианской скважины является установка корпусной трубы диаметром 133 мм. В некоторых случаях может использоваться вторая труба диаметром 125 мм, которая будет функционировать как насосная система, проходя через известняковый слой. Для колодца, достигающего глубины 250 метров, необходимо применять телескопическую колонну, что подразумевает постепенное введение труб. Сначала устанавливается труба диаметром 60-70 мм (обычно 133 мм), после чего добавляется труба меньшего диаметра, а в нижней части ставится пластиковая труба диаметром 125 мм.
Разновидности конструкций
Строительство классических колодцев
Для установки классического колодца необходима металлическая труба, которая будет выполнять роль корпуса и рабочей трубы. Если в процессе бурения известняк оказывается без промежуточных слоев глины или песка, возможно обойтись без дополнительных трубопроводов. Труба продолжается до уровня известнякового пластика, при этом последняя часть скважины, ведущая к водоносному горизонту, должна быть более стабильной и не требует дополнительной защиты.
Оптимальный диаметр трубы, используемой при строительстве такой скважины, составляет 159 или 133 мм. В классической версии установки насос должен быть размещен в нижней части трубы, так как вода поднимается немного выше уровня в середине колодца.
Колодец с двойным корпусом.
При строительстве этого типа колодца необходима дополнительная обсадная труба для защиты, помещенной в зону сухого известняка. Металлическая труба вставляется до уровня известняка, и снаружи накладывается пластиковая труба меньшего диаметра, достигающая водоносного горизонта.
Самоизливающиеся колодцы с трубопроводами.
Когда освоение места для бурения связано с наличием скальных пород, перед установкой труб корпуса необходимо создать специальный канал. Это конструкция, которая будет иметь больший диаметр, чем сегмент трубы корпуса, и предотвратит избыточное давление на него.
Воздуховод.
При реализации проекта по строительству скважины необходимо удостовериться, что труба легко встраивается в стенку колодца. Это обеспечит надежную и стабильную работу всей конструкции.
Телескопический вал с коробкой
Для бурения в условиях нестабильной почвы, расположенной над известняковым слоем, используются две или более корпусных труб, что называется телескопированием. В этой системе сначала опускается более широкая металлическая труба, которая заканчивается на уровне известняковых блоков. Затем внутрь этой трубы помещается узкая труба, которая достигает уровня подземных вод, если нижний слой представляет собой глину.
Документальное оформление
Для получения разрешения на бурение артезианской скважины необходимо соблюдать определенные требования.
- Все здания и растительность должны находиться на расстоянии не менее 30 метров от самой скважины.
- Справа от инфекционных животных или биологических источников должно быть минимальное расстояние в 200 метров, включая фермы и сточные колодцы.
- Следует соблюдать расстояние 300 метров от химических предприятий, автозаправочных станций и мастерских.
- Между двумя артезианскими источниками минимальное допустимое растояние составляет 100 метров.
Для повышения шансов получения положительных результатов бурения рекомендуется огородить участок в радиусе 30 метров от скважины.
Документация по применению.
- Документальное подтверждение прав собственности на землю.
- Если участок земли не частный, должен быть заключен договор аренды.
- Детальный план местности.
- Условия общего пользования для участка.
- Актуальный план состояния текущего положения.
После завершения строительства артезианской скважины на даче или приватной земле необходимо официально зарегистрировать ее как источник воды. Для этого потребуется собрать ряд документов:
- Проектировка скважины, произведенная для оценивания профессионалом.
- Документация, подтверждающая установку санитарной зоны.
- Подтверждение того, что вода соответствует стандартам для потребления человеком.
