Виды и характеристика скважин на воду.
Построив загородный дом на значительном удалении от коммуникаций, каждый собственник вынужден решать проблему с водоснабжением самостоятельно или сообща с соседями.
Для получения стабильного доступа к подземным источникам используют различные виды скважин на воду. Из гидротехнических конструкций популярны шахтные колодцы, скважины на песок, на песчаник или известняк. В чем отличия таких сооружений? Каковы характеристики? В чем преимущества и недостатки основных видов?
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.
Основное преимущество колодцев не только в их доступности и простоте, а так же в хорошем коэффициенте пополнения извлеченного объема воды в благоприятные периоды года.
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.
На местах, где бывают подтопления и паводки, заболоченности, колодцы для водозабора питьевой воды ставить не допустимо.
Абиссинский колодец
Скважина игла или Абиссинский колодец еще один простой и доступный с точки зрения финансовых затрат вид гидротехнических сооружений. Состоит из узкой 1…1,5” трубы, на окончании которой находятся фильтр и иглообразный наконечник. Снарядом прошивают грунт на глубину от 10…45 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.
Для создания скважины иглы берутся трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых или сварных соединений. На саму трубу ставят либо ручной, либо электрический насос, работающий по вакуумному принципу.
После организации водозабора, скважину прокачивают для получения чистой воды. Для питьевых целей она будет пригодна через сутки. Рекомендуется сделать химический анализ ее состава в СЭС или гидрогеологической лаборатории. Как показывает практика, после всех подготовительных и профилактических манипуляций с абиссинской скважиной вода будет соответствовать санитарным нормам.
Преимущества
Простая и эффективная конструкция, позволяющая удовлетворить потребности в небольшом количестве воды хорошего качества, обладает следующими преимуществами:
Срок службы колодца от трех лет до 30 лет;
Малогабаритные размеры позволяют пробурить скважину в подвале частного дома;
Исключена вероятность загрязнения из почвенных горизонтов;
Не требуется разрешений.
Недостатки
Из негативных сторон присущих данному типу источника можно отнести следующие недостатки:
Поскольку абиссинский колодец делается из полуторадюймовой трубы и предполагает забор воды с только помощью насоса. Поверхностные насосы не эффективны после десятиметровой глубины;
Конструкция требует регулярной чистки трубы от заиливания и песка;
Возможность поставить абиссинскую скважину доступна лишь в условиях мягкого грунта;
Абиссинская конструкция привередлива к качеству водоноса и не будет работать на плывунах, бесперебойная эффективность возможна только на слое из крупнозернистого песка;
При засорении абиссинского колодца используют желонку – цилиндрический сосуд для извлечения грязи, ила, песка.
Песчаные скважины
Такой источник прост по своей конструкции и не требует длительного времени на монтаж. Скважины ориентированы на добычу воды в рыхлых межпластовых водоносных слоях. Как правило, это песок, галечник, гравий . Вскрытое месторождение используют для автономного водоснабжения загородного дома.
В зависимости от глубины нахождения горизонта песчаные скважины делят на два вида:
На мелкий песок – до 40 метров.
На глубокий песок (песчаник) – от 40 до 140 метров.
Выбирая вид источника, учитывайте, что по водоотдаче мелкие скважины уступают глубоким (1 м3 против 2 м3).
По своей конструкции скважины, обустраиваемые на песчаных горизонтах, представляют собой ствол, в котором находится стальная или пластиковая обсадная труба диаметром более 116 см. Нижняя труба имеет перфорацию и напыление нпвх для просачивания влаги . Проходка породы выполняется буровой установкой. Подъем воды осуществляется посредством погружного насоса.
Преимущества
Достаточна глубина для получения чистой воды, по сравнению с перечисленными выше источниками.
У скважин на глубокий песок стабильный объем.
Химический состав воды в песчаниках вписывается в санитарные нормы.
Высокая производительность от 1 до 100 м3/ч.
Для вскрытия водоносного пласта не требуется разрешений.
Время проходки с установкой обсадной трубы занимает не более 2-х дней.
Срок эксплуатации таких водяных скважин от 20 лет.
Недостатки
Объем воды у скважин на мелкий песок более зависим от уровня осадков.
Химический состав воды из неглубоких источников не постоянен и чувствителен к антропогенным и техногенным факторам.
Наличие мелкозернистого песка способствует заиливанию скважины.
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 от 100 м3/ч.
Бесперебойное водоснабжение.
Длительный срок эксплуатации — от 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.
Основные характеристики
В зависимости от назначения скважины потребуется анализ по ряду параметров, которые описывают уровень изобильности водоносного слоя, скорость восстановления водного ресурса после водозабора. Эти данные необходимы для выяснения того, сможет ли она полноценно решить задачу обеспечения водой в конкретном случае. В целом все виды водозаборов характеризуют по следующим параметрам:
Пьезометрический уровень. Измеряется глубина от поверхности грунта до вскрытого водоносного горизонта.
Уровень водопроводимости скважины измеряется кубометрами, которые способна выдать точка водозабора в течение 24 часов.
Динамический уровень вычисляется во время активного использования скважины, проверяют и фиксируют уровень, на который поднимается вода по длине трубы.
Установление показателя по статистическому уровню скважины происходит через час после прекращения водозабора. В этот период забойное давление приходит в баланс с давлением пласта, расположенного над водоносным участком, уровень воды фиксируется, она перестает подниматься.
Исходя из статической и динамической характеристик скважины, вычисляют дебет точки водозабора. Рассчитывается как соотношение извлеченной воды и ее притока. Выясняют основную характеристику, показывающую, сколько воды способна давать скважина в конкретный временной период.
Скважины с высоким уровнем водоотдачи имеют разницу в динамическом и статистическом уровнях, не превышающую метра. Артезианские скважины характеризуются равноценными статическими и динамическими уровнями.
Как видите, виды водозаборных конструкций имеют свои плюсы и минусы. То, что подходит для большого селения, может быть неэффективным для частных лиц и наоборот. При выборе типа скважины необходимо учесть не только экономические особенности, но и геологические параметры, гидрогеологические условия.
