Преимущество бурения артезианских скважин на воду
Артезианская скважина считается самым лучшим источником воды изо всех существующих. И не зря, ведь данный источник имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с другими водоносными жилами, а именно:
- высокая производительность скважины. Известняк характеризуется большой водоотдачей, которая равна 1-3 кубическим метрам в час. Во время работы обычной грунтовой скважины удается добыть воды от 300 до 1000 л в час, что достаточно для обеспечения жидкостью небольшого коттеджа (на семью из трех человек). Источники артезианской воды способны давать более 150 л в минуту. Данная скважина может добывать очень большое количество воды, что позволяет обеспечить жидкостью садовое товарищество или микрорайон города;
- непрерывная подача воды. Размещать артезианскую скважину можно в любом месте, при этом напор воды будет постоянно производиться под высоким давлением. На напор никак не влияет время работы насоса: даже после трех часов работы водоотдача будет одинаково мощной. В случае если производительность составляет 3 кубометра в час, то разрешается одновременная работа от 3 до 5 точек водозабора воды. При этом в любой из них давление будет отличным. Если это простой артезианский колодец, насос сможет полноценно питать не более двух точек потребления воды. Если потребность в жидкости возрастает, то вода из кранов будет течь тонкой струйкой;
Бурение артезианской скважины производится на глубину до 100 м
- отлично работает независимо от времени года. Использование артезианской водяной скважины особенно актуально для регионов с продолжительным низкотемпературным периодом. Это происходит потому, что благодаря глубокому расположению водных горизонтов сохраняется стабильная и высокая производительность водоснабжения. Подобного не увидишь в работе традиционных песочных скважин. Кроме того, такой источник воды никогда не пересыхает, не зависит от погодных условий и количества атмосферных осадков;
- обильность водоносного слоя. Если на одном грунтовом водоносном горизонте пробить пару десятков объектов водоподачи, то продуктивность воды снижается. А в случае разработки какого-либо карьера или строительства огромного объекта работоспособность песчаных скважин может и вовсе прекратиться. На работу артезианской скважины любые подобные действия не оказывают абсолютно никакого влияния;
Расположение артезианской воды в пластах земли в сравнении с обычным колодцем
качество воды. Артезианская вода – это жидкость, которая защищена от попадания химических компонентов из внешней среды, свободна от микроорганизмов и возбудителей различных заболеваний. Данная вода очищена природным грунтовым фильтром. Кроме того, насыщение минералами такой жидкости значительно выше, чем добываемой из грунтовых пластов. Также вода из артезианского источника характеризуется высоким процентом содержания железа и солей жесткости – на основе кальция, магния и других макроэлементов.
Срок эксплуатации артезианской скважины зависит от жилы на которой она расположена
Недостатки устройства артезианской скважины
- Цена артезианской скважины. Данный объект водообеспечения однозначно обойдется дороже, чем любая водная скважина или колодец. При этом на формирование стоимости бурения влияют следующие факторы: сезон (зимой бурение обойдется дешевле), применяемая технология бурения, цена насосного оборудования, кессона, автоматики. Отдельно оговаривается стоимость услуг бурщиков.
- Необходимость установки водоочистительных конструкций. Высокое содержание железа – ключевой недостаток воды, добытой из артезианской скважины. Этот компонент невозможно увидеть невооруженным глазом, поскольку железо в двухвалентном состоянии не видно. А значит, вода, поднятая наверх, будет кристально чистой и прозрачной. Однако спустя некоторое время, после взаимодействия с воздухом железо переходит в трехвалентную фазу и выпадает в виде осадка. Именно такой осадок накапливается в чайниках, на ТЭНах бойлеров и других нагревательных элементах. Учитывая данный фактор, во время обустройства артезианской скважины необходимо выполнить монтаж системы очистки. Установка данного оборудования выполняется только после проведения анализа воды, который позволит определить количество железа в жидкости.
Во время бурения скважины необходим монтаж системы очистки, так как артезианская вода имеет очень высокий уровень железа
Артезианская скважина: глубина, химический и органический состав жидкости
Органических составляющих в артезианской воде нет, но это не означает, что вода абсолютно безвредна. Список и концентрация химических элементов может быть намного выше, чем в грунтовой жидкости. Ведь на какой бы глубине ни находился источник, вода в нем продолжает насыщаться разными химическими веществами. В зависимости от особенностей пластов, между которыми находится артезианская вода, жидкость может быть пресной, минеральной или концентрированной. А вода с такими составляющими может не подходить для употребления в пищу.
Специалисты не рекомендуют применять соленые воды из артезианского источника для полива сельскохозяйственных угодий из-за опасения засаливания грунта. Это может привести к его непригодности для вспахивания. Грунтовые воды для этого подходят больше, но зато чаще содержат возбудителей серьезных заболеваний, таких как кишечная палочка или холерный вибрион.
Кроме того, химический анализ показывает, что очень часто количество нитратов в грунтовых водах в несколько раз превышает все допустимые нормы. Взрослые менее восприимчивы к такой воде, но в случае отравления маленьких детей возможны даже летальные исходы.
Поскольку артезианская вода залегает очень глубоко, это обуславливает в ней наличие всех необходимых для организма минералов и микроэлементов
Особенности глубокого залегания артезианской воды обеспечивают не только высокий уровень чистоты, но и повышенную концентрацию железа, кальция, магния и фтора. Если состав и концентрация веществ не соответствуют допустимым нормам, то артезианскую воду подвергают дополнительной очистке для нормализации химического состава.
Статья по теме:
В случае если артезианская жила подходит близко к поверхности и начинает получать подпитку из грунтовых вод, то характерные показатели воды изменяются. Поэтому перед вводом в активное применение рекомендуется провести анализ как грунтовых, так и артезианских вод.
Среднестатистическому человеку неизвестно, на сколько метров артезианскую скважину придется бурить, пока шахта наполнится чистой водой. Определить это можно с помощью карты артезианских скважин, которая составляется для определенного региона страны.
Артезианская вода не содержит нитратов и других вредных веществ, которые можно обнаружить в обычных грунтовых водах
Данные сведения есть в свободном доступе в открытых источниках и в базах специализированных организаций, которые готовы поделиться этой ценной информацией. Но в том случае, если глубина бурения влияет на стоимость артезианской скважины, то без консультации специалиста не обойтись. Это необходимо даже при условии, если допускать, что водный горизонт расположен не очень глубоко.
Где искать?
Не будем уподобляться тому анекдотическому персонажу, который искал «тут, потому что светлее». Есть несколько принципов поиска идеального места для скважины, где грунтовые воды располагаются ближе всего к земле. Среди них преобладают традиционные. К примеру, посмотреть, где вьются в сухую погоду мошки, или то же лозоходство.
Более научный способ – узнать, на каком уровне в данной местности расположены русло реки, болото, озеро. Лучше эти методы чередовать. Также можно прокопать разведочную скважину-иглу или так называемый абиссинский колодец.
Назван он так в честь английских колонизаторов, которые продвигались в глубь Абиссинии (Эфиопии) и добывали воду при помощи таких скважин. Представляют собой они трубу, совмещающую функцию обсадной и водопроводной труб, а также «древка» самого бура. Фото таких скважин можно найти без труда.
Технология проста: бур-желонка насаживается на трубу и колодец бурится методом ударного бурения – снаряд устанавливают на треногу или в приямок и забивают в землю, позаботившись о безопасности. конечно. Затем трубы вынимают (не до конца), насаживают следующий ярус, соединяют, и снова забивают.
Время от времени наличие воды проверяют манеркой – заваренным с одного конца куском трубы на плотной верёвке. Добравшись до низа верхнего водоносного слоя, бурение немедленно прекращают.
В принципе, при наличии водопровода можно такой скважиной и обойтись. Недостаток – маленький дебит скважины (дебит – количество воды, которое даёт скважина в единицу времени) и не всегда высокая долговечность, к тому же эти скважины не ремонтопригодны.
Преимущества и недостатки скважин на известняк
У подобного способа обеспечения чистой водой имеется несколько важных преимуществ:
- Долговечный источник высококачественной питьевой воды с длительным периодом эксплуатации.
- Бесперебойное снабжение, не зависящее от сезона или климатических изменений.
- У межпластовых напорных вод постоянный химический состав, их качество не страдает от атмосферных осадков или деятельности людей.
- Объёма добываемой воды (от 5 до 20 кубометров в час) хватает на обеспечение нескольких хозяйств. Соседям выгодно объединиться и заложить общую скважину под воду.
Недостатками считаются:
- Большая глубина бурения с привлечением тяжёлой техники, главная причина высокой стоимости.
- Для подачи воды необходимо оборудование повышенной мощности, что также увеличивает бюджет.
- Минерализованная вода негативно влияет на трубы и котлы, вызывая образование накипи.
Всегда рядом Источник ecoindustry.ru
- Если источник насыщен солями, это может привести к проблемам со здоровьем. В этом случае не обойтись без фильтров водоочистки.
- Иногда, из-за несчастливых особенностей грунтов, бурение затягивается на недели, а иногда и на месяцы.
- На артезианский источник необходимо получать лицензию.
Особенности эксплуатации
Правильно выполненная артезианская скважина первые 20 лет не требует обслуживания, срок эксплуатации может достигать 40-50 и более лет. В отличии от скважины «на песок», артезианская не заиливается, а производительность её стабильна.
Артезианские скважины высокопроизводительны. Для оценки производительности скважин используют термин — дебит.
Дебит — это объем воды стабильно поступающей из скважины за единицу времени (обычно м3/час или м3/мин).
Названные ниже цифры условны, дебит зависит от особенностей местности и конструкции скважины.
Дебит артезианской скважины, обычно от 2-3 м3/час, это 33,3- 50 литров воды в минуту. Столько добываемой воды достаточно для водоснабжения частного дома.
Коллективные скважины на воду позволяют получать 20 и более м3/час, этого достаточно для водоснабжения даже дачного поселка.
Если скважина самоизливается дебит может достигать 70 м3/час и больше.
Самоизлив скважины – это естественный подъем воды из скважины выше поверхности земли без использования водоподъемного оборудования. Этот эффект еще называют фонтанирование или проточная скважина.
Самоизлив скважины может происходить непрерывно или время от времени. Условия для самоизлива могут быть геологическими или топографическими.
Самоизлив важно контролировать, бесконтрольное поступление воды может приводить к затоплениям, обрушениям грунта и к другим серьёзным неприятностям. Про самоизливные скважины готовится отдельная статья
Схема устройства
При выборе подходящей конструкции артезианской скважины следует изучить тип грунта на участке. Согласно этой характеристике системы делят на несколько видов:
- стандартная (или однотрубная);
- двойная (с применением двух труб);
- телескопическая (в этом случае используются 3 вида труб);
- система, оснащенная кондуктором.
Вариант 1: однотрубная конструкция
Такую схему установки часто называют типовой. Устройство артезианской скважины в этом случае максимально простое, однако требования к грунту более жесткие
Важно, чтобы в известняковом слое не было прослоек песка и глины
В ходе установки металлическая обсадная колонна доводится только до верхнего слоя известняка. Диаметр трубы может варьироваться в пределах 133-159 мм. После этого в слое горизонта бурят отверстие, выходящее в слой артезианской воды. Диаметр отверстия меньше диаметра обсадки. В этом случае в слое известняка обсадная труба не требуется, так как разрушения маловероятны.
Вариант 2: двухтрубная система
При монтаже такой конструкции используют 2 вида обсадных колонн: пластиковую и металлическую. Колонну из металла погружают в почву до уровня известнякового горизонта. Внутрь нее вставляют другую трубу (из ПВХ). Ее диаметр должен незначительно отличаться от диаметра металлической обсадки в меньшую сторону. Пластиковая труба опускается ниже и только немного не доходит до водоносного слоя.
Вариант 3: телескоп из трех труб
Использовать такую конструкцию рекомендуется на сложных почвах и неустойчивом грунте. Телескоп состоит из двух или трех обсадных труб, благодаря чему повышается прочность скважины и ее срок службы.
Выполняют ее следующим образом:
- В подготовленную скважину вставляют наиболее широкую металлическую трубу. Она доходит до слоя валунов.
- В широкую обсадку помещают еще одну металлическую трубу, диаметр которой немного меньше. Она проходит глубже и достигает слоя известняка.
- Третья труба (из пластика) используется в том случае, если в верхнем известняковом горизонте присутствуют прослойки песка или глины. Эта обсадка вставляется во вторую и опускается еще ниже (до уровня воды).
Вариант 4: конструкция с кондуктором
Такую схему специалисты советуют применять в тех случаях, когда в верхнем слое почвы присутствуют плывуны. Кондуктор представляет собой трубу большего размера, чем основная обсадка. Эта деталь устанавливается в верхних слоях грунта и призвана защищать главную конструкцию от повышенного давления. Например, при диаметре обсадной трубы 125 мм диаметр кондуктора может составлять около 160 мм. Установку кондуктора можно совместить с монтажом кессона.
Технология и нормативная база бурения
Диспенсер напольный AquaPro 6207CH (охлаждение/нагрев/комн.темп)
Диспенсер настенный AquaPro 3207CH (охлаждение/нагрев)
Колонна аэрации AS-0844 VO-90
Буровые работы – почти искусство. Невозможно предугадать, что встретится на пути. Поэтому не удивляйтесь, если в процессе вам придется изменить какие-то технические особенности. В большинстве случаев решение, какую применить программу, приходит во время операции и может меняться в зависимости от глубины.
Жидкость, полученная таким методом, является природным ресурсом и добыча ее без соответствующих разрешений не допускается. Все документы можно найти на официальном сайте Департамента по недропользованию. Законодательство периодически меняется и правильно будет получать информацию непосредственно из источника.
Артезианская скважина
Схема артезианской скважины.
Название этого типа выработок пришло из французского языка — с места бурения первой фонтанирующей скважины: провинции Артуа. Большая протяженность ствола и прочные породы грунта, пересекаемые на пути к водоносному пласту, предполагают применение мощных буровых установок — шнековый способ не подойдет.
Строительству выработки предшествует этап документального оформления. Бурение артезианской скважины не относится к лицензируемому виду деятельности, но для пользования водой из нее необходимо оформить много разрешений и согласований, включая получение лицензии на недропользование. Процесс это длительный и затратный.
Основные этапы: согласование расположения участка и скважины, проект геологических изысканий, оформление лицензии на разведочные работы, бурение, составление отчета и постановка запасов на государственный баланс.
Артезианские скважины разделяют на 4 разновидности:
- Выработка с двойной обсадкой — в нижней части колонны на водоносном участке монтируют перфорированную трубу и размещают в ней насос, другая половина устанавливается сверху, доходит до известнякового слоя. Через отверстия в нижнем звене вода поступает в трубу и помпой выкачивается на устье. Применяется, когда давление в пласте слабое.
- Водоскважина с переходом устраивается при изменчивом геологическом разрезе. Монтируют 3 обсадные трубы — большого диаметра в верхней части, среднего — в камнях и песках, малого — непосредственно в продуктивном слое. Используется при хорошем подпоре воды.
- Скважина классическая — с одной обсадной трубой для нормальных условий.
- Ствол с кондуктором — из 2 обсадок: в верхней и нижней частях.
Технология бурения сложная. Строительство артезианского водозабора выполняется специализированными организациями.
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.
Правила эксплуатации
При обустройстве артезианской скважины следует принять во внимание следующие правила эксплуатации:
- В зависимости от потребностей воды выбирать мощность насоса и другие параметры системы. Избыточного давления быть недолжно.
- Погружное оборудование с защитой от коррозии предотвратит попадание ржавчины, а запас прочности обеспечит безопасный подъем.
- Прокачку на песчаные отложения следует проводить до двух раз в месяц и обязательно в зимний период.
- Оголовок источника для предотвращения попадания засоров необходимо герметично и надежно фиксировать.
- Не допускать длительное бездействие скважинного источника, потому как это плохо сказывается на его производительности.
- Максимальные границы давления в системе 2,5 – 6,5 атмосфер. Обязателен контроль с помощью манометра.
- Профилактические работы проводятся раз в шесть месяцев для насоса, а для всей остальной системы раз в год.
- В случае консервации скважины на срок более 3 месяцев запуск проводиться поэтапно: плавное включение, прокачка на максимальных оборотах на протяжении 2-4 часов.
Важно, чтобы во время эксплуатации насосное оборудование выполняло равномерную работу. Такой подход исключит попадание ила в шахту и не допустит отложения на фильтровых частях системы, что в свою очередь гарантирует стабильный дебет воды
Ревизию, монтаж и ремонт шахты необходимо доверять только работникам с высокой квалификацией.
Качество артезианской воды
Как правило в верхней части разреза примерно 100-600 метров залегают слабоминерализованные пресные воды, а с глубиной их минерализация возрастает, на большей глубине могут находиться высокоминерализованные воды (рассолы).
Артезианская вода в отличии от поверхностных вод как правило не содержит вредных бактерий и вирусов, в замкнутой среде им холодно и нечем питаться. Однако не всегда артезианские воды соответствуют нормативным требованиям и безопасны по параметрам микробиологических и токсикологических показателей.
Артезианская вода может нуждаться в очистке от тяжелых металлов, солей жесткости, которые обуславливают свойства химического состава подземных вод. При этом в ней могут присутствовать ионы недоокисленных металлов, т.к. вода находится в замкнутом контуре, где отсутствует связь с атмосферой.
Наиболее характерными загрязнениями для артезианской воды являются соединения марганца, растворенное железо и сероводород, повышенное содержание солей кальция и магния, а также высокий уровень солей жесткости. Так, большое содержание растворенного железа придает воде «металлический» привкус и запах, возможно и неприятный ржавый цвет.
Еще одна особенность артезианской воды — низкое содержание кислорода.
На качество воды и ее свойства влияют скважины промышленных и химических предприятий предприятия, химчисток, автодороги, автозаправочные станции, предприятия сельскохозяйственной и животноводческой деятельности, а также свалки, уличные туалеты и т.п.
Важно время от времени проводить лабораторный анализ качества воды из любой скважины, в том числе артезианской, на соответствие нормативам СанПин. После анализа можно подходить к выбору системы фильтрации и очистки, конечно если это необходимо
Плюсы и минусы
У этого вида источника есть свои преимущества и недостатки.
Основными достоинствами этого сооружения являются:
- Относительно высокая производительность — до 3 м³/ч. Большие объемы водоносного слоя между пластами известняка являются гарантией непрерывного поступления жидкости на поверхность. Повышенное давление на глубине обеспечивает стабильную водоотдачу даже при длительном заборе воды в больших объемах, ее запасы практически не ограничены. Производительность не зависит от времени года и климатических изменений, в отличие от других видов источников.
- Качество воды соответствует самым высоким требованиям. Находящаяся глубоко от поверхности земли, она надежно защищена толстым слоем грунта от загрязнения, в том числе промышленными отходами, пестицидами, талыми водами, продуктами жизнедеятельности. Это делает скважину источником биологически и химически чистой воды.
- Продолжительный период эксплуатации. В зависимости от того, какая использовалась технология бурения и конструкция, срок службы скважины может составлять от 30 до 50 лет. Срок службы такого сооружения также зависит от особенностей водоносного слоя.
- Проводить буровые работы можно в любое время года.
- Есть возможность распределить стоимость источника питьевой воды между несколькими хозяйствами, которые могут пользоваться им одновременно.
- Повышается стоимость участка при продаже.
К отрицательным сторонам этого типа источников можно отнести:
- Повышенное содержание минералов в жидкости. Чрезмерная насыщенность солями железа, фтора и марганца отрицательно сказывается на здоровье человека, может привести к развитию различных заболеваний. Высокая жесткость такой воды обуславливается наличием известняка. Для очистки жидкости во время обустройства источника устанавливаются специальные фильтры.
- Большие затраты на согласование и получение лицензии на организацию работ, бурение и обустройство. Необходимо разработать проектную документацию, пригласить исполнителей со специальным оборудованием. Материалы, используемые при работах, также составляют немалую часть расходов. Если напор естественного водяного потока недостаточно сильный, устанавливается насосное оборудование. Учитывая сложность работ, выполнить ее своими руками не представляется возможным.
