Виды водяных скважин: разновидности подземных источников воды и типы колодцев

Специфические виды скважин на воду

Существуют различные виды скважин:

1. Сконструированная на плывуне может иметь углубление 40 метров. Применяется параллельное бурение с установкой обсадных труб. Такая конструкция позволяет получать больший объем воды, в отличие от стандартной конструкции.
2. Геотермальная скважина бурится для извлечения воды из подземного горячего источника. Применяется для автономного отопления при обогреве жилья. К тепловому насосу горячая вода поднимается самостоятельно. Суть заключается в использовании горячей воды для обогрева помещения и слива ее обратно в источник. Таким образом помещение получает бесплатное отопление.

Как видим, основные виды скважин отличаются не только по своей конструкции и глубине, а также и по применению.

Откуда берутся, каковы механизмы пополнения?

Подземные воды, несмотря на длительную эксплуатацию их ресурсов, восстанавливают свой объем с помощью нескольких естественных источников:

1. Любые осадки из атмосферы, которые просачиваются вниз до водоупорного слоя.
2. Конденсат, оседающий в трещинах горной породы. Характерен для местности с большим перепадом дневных и ночных температур.
3. Реликтовые воды, оставшиеся от древних океанов, закрытых осадочными породами. Высокая концентрация солей ограничивает их употребление.
4. Ювенильные воды, которые зарождаются при землетрясениях, извержении вулканов. Их участие в сохранении запасов незначительно.

Дополнительное питание может быть удалено на значительное расстояние от чаши наполнения.

Автоматика для обеспечения нормального функционирования скважины или колодца

Автоматические насосы для колодцев

Водяные станции играют большую роль для водоснабжения жилого строения на загородном участке. Они помогают выкачивать воду в определенные резервуары и тем самым делать ее запасы.Итак:

• Также они обеспечивают нормальную подачу воды в дом и с их помощью выполняется на участке орошение.
• На данный момент насосные станции есть разного размера. Они могут устанавливаться непосредственно в колодце или за его пределами (в доме или в любом подсобном помещении).

Основной задачей будет провести на участке электричество, так как без него насосы не работают.Есть несколько типов насосных станций:

• Поверхностные.
• Углубленные.
• Глубинные.

Первые два типа используются для обеспечения колодцев с небольшой глубиной. А последний способен добывать воду с очень большой глубины, которая достигает 80 м. Насосные станции могут включаться автоматически или при помощи специальных пультов.
Тут все зависит от расхода воды на участке. При большом потреблении жидкости лучше всего остановить свой выбор на автоматических насосных станциях.

Разведочная шахта

Этот тип скважины отличается меньшим диаметром, бурение обычно проводят самым быстрым и малозатратным вращательным методом, или шнековым (если глубина скважины менее 50м). Если шахта предполагается глубокой, используют колонковый метод.С помощью разведочной скважины проводятся следующие операции:

• производится замер глубины залегания водоносного горизонта
• берут пробы грунта из водоносного слоя для определения его водоемкости, уровня качества воды
• берут пробы грунта из водоупорного слоя, чтобы узнать степень его надежности, определить возможность проседания выработки или ее засыпания

Фильтровая скважина

Фильтровая скважина известная также как песчаная скважина и скважина “на верховодку”. Данный тип скважины является очень популярным. Ее обустройство не требует серьезных материальных затрат и трудовых ресурсов. Глубина варьируется в промежутке от 1 до 30 метров. Обустроить фильтровую скважину можно за несколько часов. Процесс бурения является очень легким. Затем в скважину помещается трубы с фильтром и насосом – фильтр обеспечивает очищение воды от лишних элементов, в кто время как насос осуществляется ее забор.

Фильтровую скважину легко обустроить как вне дома, так и в его пределах, поскольку оборудование не займет много места. Скважины данного типа могут легко засоряться и не дают высококачественной воды даже при наличии фильтра. Процесс бурения осуществляется сухим способом. Наибольший срок, необходимый для бурения, не превышает 2 дня. Такое время может потребоваться при возникновении трудностей в процессе бурения. Стальные трубы погружаются в скважину при помощи обсадной колоны, без которой монтаж не осуществляется. Рекомендуется не использовать трубы диаметром меньше 120 миллиметров, и больше 150 миллиметров.

Сам процесс бурения должен осуществляться максимально аккуратно. При этом потребуется шнек для удаления разрушенной породы. Скважина должна быть защищена не только внутри, но и снаружи – попадание грязи или коррозии может привести к очень неприятным последствиям, вплоть до полного выхода из строя всего устройства. Скважину можно оборудовать несколькими фильтрами разных типов. Чем больше будет фильтров, тем выше будет качество получаемой воды.

Исправный срок работы фильтровой скважины может достигать десяти лет в зависимости от качества оборудования и условий, в каких оно используется. Скважину необходимо регулярно очищать, иначе ее срок использования сильно снизится. Для подобной скважины подойдут лишь особое насосы, имеющие среднюю мощность. Большая мощность может нанести вред, из-за чего вся работа окажется бесполезной.

Скважины под известняк

Это еще одно довольно популярное и хорошее решение. Они в полном объеме могут обеспечивать дома и дачные участки водой. Вода в этом случае располагается в пористых пластах известняка. Установка сетчатого фильтра здесь не требуется.

Глубина такого геологического разреза может достигать 240 метров. Но это допустимый максимум.

Для бурения скважины применяется специальное оборудование

Главным недостатком такого типа является:

• Большое количество затрачиваемых материалов;
• Сложность бурильных работ.

За счет этих факторов увеличивается стоимость скважины. Кроме того, машины, имеющие буровые установки, должны иметь достаточное количества места для проведения работ, поэтому минимальный участок должен быть 6 на 4 метра. В добавок ко всему этому должен быть обеспечен соответствующий подъезд.

Что это такое — общая характеристика?

Это воды, которые находятся ниже уровня земной поверхности и содержатся в водовмещающих горных породах верхней части земной коры в газообразном, жидком или твердом состоянии.

Они классифицируются в зависимости от типа грунта, который образует земную поверхность, глубины его залегания и количеству влаги, способного уместиться в нем.

Слои водонасыщенных пород называют водоносными горизонтами.

Важно! Водоносные горизонты, содержащие пресную воду, считаются одним из основных природных ресурсов.

Водоносные горизонты подразделяются на безнапорные и напорные. Первые ограничены только одним пластом водонепроницаемых пород снизу. Это, например, грунтовые воды. Вторые ограничены и сверху, и снизу.

Подземные воды в зависимости от типа грунта, в котором они находятся,  разделяются на:

• поровые, расположенные в песке;
• трещинные – заполняют пустые места в скалистых породах;
• карстовые, которые находятся в растворенном виде в таких породах как гипс, известняк и т.д.

Вода – универсальный растворитель, поэтому она довольно быстро впитывает все то, что находится в породах, окружающих ее и насыщается различными веществами.

По количеству примесей, растворенных в воде, выделяют 4 ее типа:

1. пресная,
2. солоноватая,
3. соленая,
4. рассол.

Основные сооружения для добычи воды

В зависимости от расположения на участке водоносных горизонтов, их глубины, наличия средств, потребностей в воде и целей ее использования выбирают соответствующие способ добычи.

Колодцы

Для бытовых и сельскохозяйственных нужд используют колодцы глубиной до 5 метров. Для получения питьевой воды шахты углубляют до 10…15 метров. Это наиболее бюджетный и простой вариант обустройства водозабора. Наличие такого сооружения позволит решить вопросы:

• с поливом огорода;
• с наличием воды для технических и бытовых нужд;

Скважины

Получить чистую питьевую воду позволяют только скважины. Ствол, уходящий в глубоко (до 50 метров) в подпочвенный песчаный горизонт, будет самым оптимальным вариантом обеспечения загородного дома водой. Чистота поднимаемой на поверхность влаги объясняется тем, что суглинки и песок, сквозь который она попадает в водоносный слой, служат отличным фильтром.

• Срок эксплуатации скважин на песок ограничен из-за истощения данного водного горизонта либо заиливания скважины. Как правило, служат такие сооружения в среднем 8…10 лет.
• Артезианские водозаборы служат до 50 и более лет, так как объем водоносных пластов неограничен. Вода в них высокого качества.

Для водоснабжения загородного дома используют в основном скважины на песок. В сравнении с артезианскими водозаборами, они менее затратны. К тому же их можно пробурить своими силами, не используя дорогостоящие машины.

Виды и способы водоснабжения частного дома

С позиции зависимости источника водоснабжения от внешних факторов можно выделить два принципиально разных вида доставки воды к пользователю:

Централизованное водоснабжение дома

По сути, то же автономное, но в пределах региона. В данном случае пользователю нет необходимости заботиться об обустройстве источника поступления воды. Достаточно подключится (врезаться) к центральной водопроводной магистрали.

Подключение дома к центральному водоснабжению

Все действия сводятся к поэтапному выполнению ряда требований, в числе которых:

обращение в региональную коммунальную организацию МПУВКХ КП «Водоканал» (Муниципальное предприятие «Управление водопроводно-канализационного хозяйства»), которая контролирует центральную магистраль;

получение технических характеристик врезки. Документ содержит данные о месте присоединения системы труб пользователя к магистрали и глубине ее залегания. Кроме того, там указан диаметр труб магистрали и соответственно, указания к выбору домашней разводки труб. Здесь же указывается показатель давления воды (гарантированный напор воды);

получить смету на подключение, которая разрабатывается коммунальной или же подрядной организацией;

проконтролировать выполнение работ. Которые также обычно выполняются УПКХ;

выполнить тестирование системы.

Преимущества центрального водоснабжения: удобство, простота.

Недостатки: колебание напора воды, сомнительное качество поступающей воды, зависимость от центральных поставок, высокая стоимость воды.

Автономное водоснабжение дома

Самостоятельно обеспечить водоснабжение дачи, частного или загородного дома можно при использовании автономного водоснабжения. По сути, это комплексный подход, который включает в себя мероприятия, по монтажу системы водопровода начиная с обеспечения источника поступления воды, заканчивая ее отводом в канализацию.

Автономная система водоснабжения может быть представлена в виде двух составляющих подсистем:

доставка воды: привозная, грунтовая, из открытого источника;

подача к точкам потребления: самотек, с помощью насоса, с обустройством насосной станции.

Следовательно, в обобщенном виде можно выделить две схемы водоснабжения: самотёчная (накопительная емкость с водой) и автоматическая подача воды.

Использование емкости (бака для воды)

Суть схемы автономного водоснабжения дома состоит в том, что в бак подается вода с помощью насоса или заливается вручную.

Вода к пользователю поступает самотеком. После того, как всю воду из бака используют, его снова набирают до максимально возможного уровня.

Самотечная система водоснабжения — схема подачи воды из накопительного бака

В пользу этого способа говорит его простота, он подходит в том случае, если вода требуется время от времени. Например, на даче, которую посещают не часто или в подсобном помещении.

Такая схема устройства водоснабжения, несмотря на простоту и дешевизну, слишком примитивна, неудобна и к тому же создает значительный вес на межэтажное (чердачное) перекрытие. Как следствие, система не нашла широкого распространения, больше подходит как временный вариант.

Использование автоматической системы подачи воды

Схема автоматического водоснабжения частного дома

Данная схема демонстрирует порядок функционирования полностью автономной системы водоснабжения частного дома. Вода в систему и к пользователю подается с помощью системы составляющих.

Именно о ней и поговорим более подробно.

Реализовать полностью автономное водоснабжение частного дома можно своими силами путем реализации одной из схем. На выбор предлагается несколько вариантов устройства:

1. Вода из открытых источников

Важно! Вода из большинства открытых источников не пригодна к употреблению. Ее можно использовать только для полива или других технических нужд

Получение воды из открытого источника требует создания санитарной охраны мест забора воды и регламентируется положениями СанПиН 2.1.4.027-9 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения»

Получение воды из открытого источника требует создания санитарной охраны мест забора воды и регламентируется положениями СанПиН 2.1.4.027-9 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения».

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 свыше 3 м3/ч.
• Бесперебойное водоснабжение.
• Длительный срок эксплуатации — до 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.

Отделка шахтного колодца

Виды конструкций

Такие работы необходимы потому, что по внешнему виду колодец напоминает глубокую яму и в целях безопасности нужно будет ограничить ее любым современным строительный материалом.Для этого сооружаются домики, которые могут быть из:

• Кирпича.
• Дерева.
• Пеноблоков.
• Пенобетона.

Рассмотрим подробнее:

• Если кирпич или другой подобный материал требует дополнительного декорирования, то древесина — нет.
• Кирпич практически всегда отделывается природным агломератом или искусственным камнем. Для подобных работ необходимо подготовить ровную поверхность.
  Древесина просто покрывается лаком.

Обязательным будет соорудить крышу, которая изготавливается из:

• Древесины.
• Профнастила.
• Металлочерепицы и прочих кровельных материалов.

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.

Какой процент использования в России?

Процент использования подземных вод зависит от их разновидности и степени минерализации. Водоотбор из разведанных месторождений составляет 15,6% их общего запаса в России. Доля альтернативных источников в системе водоснабжения мегаполисов, крупных городов должна составлять не менее 30%.

Применение в России:

• питьевые и хозяйственные нужды – 15,97% от общего объема добычи;
• экономика, социальная сфера – 6,47%;
• потери воды – 1,2%;
• сброс воды при добыче полезных ископаемых – 4,3%.

В последние 20 лет количество подземных вод, использующихся для промышленных нужд, снижается в среднем на 0,60 млн м3/сутки. Но общий показатель их добычи не изменился.

То есть происходит увеличение потребления для питья и орошения, но снижение их использования в производстве. Это связано с более экономным и рациональным применением полезных ископаемых.

Нарушения пользования подземными водами (скважинами)

Статья 7.3 КоАП РФ Пользование недрами без лицензии на пользование недрами либо с нарушением условий, предусмотренных лицензией на пользование недрами, и (или) требований утвержденных в установленном порядке технических проектов

Как видите, добыча подземных вод без лицензии для юридических лиц чревато просто огромными штрафами!

Статья 8.9 КоАП РФ Нарушение требований по охране недр и гидроминеральных ресурсов

Статья 6.3 КоАП РФ Нарушение законодательства в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения

Статья 8.42 КоАП РФ Нарушение специального режима осуществления хозяйственной и иной деятельности на прибрежной защитной полосе водного объекта, водоохранной зоны водного объекта либо режима осуществления хозяйственной и иной деятельности на территории зоны санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения

Где могут применяться?

Подземные воды составляют 30% от общих запасов воды на планете.

Их преимуществами является лучшая защищенность от загрязнения, чем у источников на поверхности планеты и они мало подвержены сезонным колебаниям.

В мировом масштабе их эксплуатация покрывает приблизительно 50% потребности в питьевой воде, 20% – в орошении и 40% нужд промышленности.

Сферы использования:

• для питья;
• промышленность;
• орошение;
• строительство;
• сырье для химической и пищевой промышленности;
• отопление и в качестве альтернативного возобновляемого источника энергии;
• лакокрасочное производство;
• медицинские цели – лечение с использованием минеральных вод.

Подземные воды используются в тех же отраслях, что и поверхностные. Исключение составляют минеральные и термальные воды. Они чаще применяются для лечения, в составе реабилитации после травм и тяжелых заболеваний.

Специфические виды скважин на воду

Существуют различные виды скважин:

1. Сконструированная на плывуне может иметь углубление 40 метров. Применяется параллельное бурение с установкой обсадных труб. Такая конструкция позволяет получать больший объем воды, в отличие от стандартной конструкции.
2. Геотермальная скважина бурится для извлечения воды из подземного горячего источника. Применяется для автономного отопления при обогреве жилья. К тепловому насосу горячая вода поднимается самостоятельно. Суть заключается в использовании горячей воды для обогрева помещения и слива ее обратно в источник. Таким образом помещение получает бесплатное отопление.

Как видим, основные виды скважин отличаются не только по своей конструкции и глубине, а также и по применению.

Способы бурения фильтровой скважины

Для бурения скважин глубиной до 50 метров используются два способа бурения: роторный и шнековый.

Роторный метод – это канатно-вращательное бурение. Его принцип заключается в разрушении буром пород при постоянной подаче воды. Бур вращает ротор, установленный на палубных двигателях буровой установки. Или можно обеспечить вращение от двигателя автомобиля, служащего площадкой для оборудования.

Ствола скважины укрепляются с помощью обсадной колонны. После их установки бурение продолжается меньшим шарошечным долотом, чем в начале процесса. Роторный метод можно использоваться и для прохождения через известняковые слои, но только при глубине скважины не больше 55 м.

Песчаные скважины также бурятся шнековым способом. Его используют для организации неглубоких источников водозабора в мягких суглинистых породах. Максимальная глубина – 50 метров. Шнек – это сварная конструкция из стальной трубы и ленты в форме спирали. Порода оставляется на поверхность к устью шнековым транспортером разрушается шнеком.

Шнек не годится для бурения твердых и сыпучих пород, так на нем установлены простые жестко зафиксированные резцы.

По окончанию процесса песчаной скважине требуется обязательная прокачка. Это необходимо для очистки воды от абразивных элементов, которые могут забивать фильтры и ломать насосы. Прокачивать нужно минимум два часа. После скважину можно подключать к системе водоснабжения.

Источники

Случается, что водоносный горизонт становится переполненным, тогда воды начинает прорываться на поверхность, в результате чего и появляются источники подземных вод. Они проявляются в виде родников, ключей.

Количество прорвавшейся сквозь слой почвы влаги зависит от ряда факторов:

• размер полости в слоях породы;
• уровень давления;
• количество снега и дождей;
• антропогенный фактор.

Человек способен оказывать влияние на количество воды, выходящей из источника. Особенно это касается случаев потребления в промышленных масштабах (например, при бурении и использовании скважин).

Интересно! Источники могут носить не только наружный характер. На дне океана также существуют прорывы, богатые минеральными веществами. В местах скопления таких источников создается уникальный подводный мир.

Многие полагают, что вода, которая проливается в виде родника или ключа, находится в определенном замкнутом пространстве. Но на самом деле она может находиться и в движении, при этом прорываясь наверх в определенном месте.

Существуют и термальные источники, которые чаще всего находятся в местах вулканической активности. Они подпитываются водой, которая нагрета вулканическими камнями, и сохраняют температуру при выходе из земли.

Детальная информация об источниках подземных вод здесь.

Прежде чем разобраться в том, какие есть скважины на воду

Когда начинают бурение даже при небольшой глубине, вы первым делом встретитесь с водоупором, который часто сложен из глиняных плит, и намного реже из скальных пород. Если же на поверхности водоупора находится рыхлый и пористый грунт (известняк, гравий, песок, ила, мергель и другое), а условия местности дают возможность накапливаться в этом слое достаточному количеству воды, получается водоносный горизонт.

Именно из него можно добывать воду при малой глубине бурения. По своей слоистой структуре грунт напоминает любимый всеми тортик «Наполеон». Так как же, как крем смешивается с коржами, так и в земле водоупоры чередуется с рыхлой породой, что и становится причиной образования водоносного горизонта. Кстати, чистота и полноводность зависят от глубины. Но это считается общей тенденцией, так как глубина залегания на том или ином земельном участке зависит по большей части от особенностей размещения и структуры земли, а также от местности и осадков.

Пользование подземными водами для собственных нужд

Собственнику артезианской скважины в обязательном порядке необходима лицензия (смотрим ниже штрафы).

Частному лицу, используещему колодец для личных нужд для добычи подземных вод из первого от поверхности водоносного горизонта, там где он не являеся источнком централизованного водоснабжения, получать лицензию нет необходимости.

Добыча подземных вод для собственных нужд: получение лицензии и организация ЗСО скважины:

Пользователи частных скважин для добычи подземных вод не знают, что скважины должны быть оборудованы зонами санитарной охраны. Зона санитарной охраны скважины  – это участок земли с радиусом 30 м, на котором не должно быть никаких посторонних объектов (например – туалетов). Не соблюдение зон санитарной охраны может нести риски попадания в подземные воды вредных химических и (или) бактериологических веществ, которые попадая в нижний водоносный горизонт могут распространяться на довольно значительные площади. 

На основании ст. 19 Закона «О недрах» собственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы, арендаторы земельных участков имеют право осуществлять в границах данных земельных участков использование для собственных нужд подземных вод, объем извлечения которых должен составлять не более 100 кубических метров в сутки, из водоносных горизонтов, не являющихся источниками централизованного водоснабжения и расположенных над водоносными горизонтами, являющимися источниками централизованного водоснабжения, в порядке, установленном законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.