Оглавление
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.
Глубина и срок эксплуатации скважины
До монтажа практически нельзя предугадать какой глубины нужно делать конструкцию. Примерную глубину можно определить исходят из особенности скважин или колодцев на рядом находящихся участках, если они имеются.
Слоя земных пород неоднородны по составу, размерам и положению. Поэтому проводятся специальные исследования. Иногда конкретная глубина определяется только уже в ходе бурения.
Конструктивно скважина выполнена в виде колодца малого диаметра из обсадной трубы. Период эксплуатации скважины определяется интенсивностью использования. Как правило, чем чаще используется конструкция, тем дольше будет ее срок службы.
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…25 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.
Для создания скважины иглы берутся двухметровые трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых 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 не менее трех десятилетий.
- 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.
Что такое скважина
Перед тем, как разбирать, какой глубины должна быть скважина на воду на загородном участке, нужно определить, что это такое.Итак:
- Она является одним из видов колодца.
- Она представляет собой трубный колодец.
- Он имеет небольшой диаметр, но может иметь большую глубину, смотрите фото.
Скважина на воду
Рассмотрим:
- Она может быть разной, которая предназначается для различных нужд.
- Есть такие: для стирки, для полива, для обеспечения водой (питьевой) и так далее.
- От этого и зависит глубина конструкции.
- Есть такие, которые можно использовать не круглый год.
- Например, они могут быть сезонные, которые используются только в определенное время года.
- Есть и те, которые могут применяться на участке круглый год.
Виды буровых способов
Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.
Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.
Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.
Различают три основных способа механического бурения:
- Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
- Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
- Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).
Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.
Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам
В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:
- колонковое;
- шнековое;
- ударно-канатное;
- роторное.
Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.
Подключение насосной станции
Выбрать оборудование и место для установки — это пол дела. Еще надо правильно все связать в систему — источник воды, станцию и потребителей. Точная схема подключения насосной станции зависит от выбранного места. Но в любом случае есть:
- Всасывающий трубопровод, который опускается в скважину или колодец. Он идет до насосной станции.
- Сама станция.
- Трубопровод, идущий к потребителям.
Все это так, только схемы обвязки в зависимости от обстоятельств будут меняться. Рассмотрим наиболее распространенные случаи.
Водоснабжение из колодца для постоянного проживания
Если станция ставится в доме или в кессоне где-то на пути к дому, схема подключения одинакова. На подающем трубопроводе, опущенном в колодец или скважину устанавливается фильтр (чаще всего — обычный сетчатый), после него ставится обратный клапан, затем уже идет труба. Зачем фильтр — понятно — для защиты от механических примесей. Обратный клапан нужен для того, чтобы при отключении насоса вода под собственным весом не стекала обратно. Тогда насос будет включаться реже (дольше прослужит).
Схема установки насосной станции в доме
Труба выводится через стену колодца на глубине чуть ниже уровня промерзания грунта. Далее идет в траншее на той же глубине. При прокладке траншеи ее надо делать прямой — чем меньше поворотов, тем меньше падение давления, а значит, с большей глубины можно качать воду.
Для уверенности, можно трубопровод утеплить (сверху уложить листы пенополистирола, а потом засыпать песком, а после — грунтом).
Вариант прохода не через фундамент — необходим обогрев и серьезное утепление
При входе в дом подающая труба проходит через фундамент (место прохода тоже утеплить), в доме уже может подниматься к месту установки насосной станции.
Этот способ установки насосной станции хорош тем, что если все сделано верно, работает система без проблем. Неудобство в том, что требуется копать траншеи, а также выводить/вводить трубопровод через стенки а также в том, что при появлении течи локализовать повреждение сложно. Для минимизации шансов появления течи берите проверенные качественные трубы, укладывайте целый кусок без соединений. Если соединение есть, сделать желательно смотровой колодец.
Детальная схема обвязки насосной станции при подключении к колодцу или скважине
Также есть способ уменьшения объема земляных работ: проложить трубопровод выше, но хорошо его утеплить и дополнительно использовать греющий кабель. Это может быть единственным выходом, если на участке высокий уровень подземных вод.
Есть еще один важный момент — крышка колодца должна быть утеплена, так же как и кольца снаружи до глубины промерзания. Просто участок трубопровода от зеркала воды до вывода в стену не должен замерзать. Для этого и требуются меры по утеплению.
Подключение насосной станции к водопроводу
Часто насосную станцию ставят для повышения давления в водопроводе при централизованном водоснабжении. В этом случае на вход станции подключается водопроводная труба (тоже через фильтр и обратный клапан), а выход идет на потребителей.
Схема подключения насосной станции к водопроводу
На входе желательно поставить запорный кран (шаровый) чтобы при необходимости можно было отключить вашу систему (для ремонта, например). Второй запорный кран — перед насосной станцией — нужен для ремонта трубопровода или самого оборудования. Тогда на выходе тоже имеет смысл поставить шаровый кран — чтобы при необходимости отсечь потребителей и не сливать воду из труб.
Подключение к скважине
Если глубины всасывания насосной станции для скважины достаточно, подключение ничем не отличается. Разве только тем, что трубопровод выходит в том месте, где заканчивается обсадная труба. Тут обычно устраивают приямок-кессон, тут же можно и насосную станцию поставить.
Установка насосной станции: схема подключения к скважине
Как и во всех предыдущих схемах на конце трубы устанавливается фильтр и обратный клапан. На входе можно через тройник поставить заливной кран. Он понадобится при первом пуске.
Основное отличие такого способа установки в том, что трубопровод до дома идет фактически по поверхности или закопан на небольшую глубину (не у всех сделан приямок ниже глубины промерзания). Если насосная станция установлена на даче ничего страшного, на зиму оборудование обычно убирают. Но если водопровод планируется использовать и зимой, его надо подогревать (греющим кабелем) и утеплять. Иначе работать не будет.
https://youtube.com/watch?v=_d3RXbFArls
Вращательный способ ручного бурения скважин на воду
Этот метод немного сложнее забивного (ударного). Но он более эффективный. Позволяет установить в скважине обсадные трубы диаметром 126, 132 мм и более. В них можно опустить погружной насос. Тогда глубина бурения будет не ограничена с точки зрения высоты подъема воды, так как напор погружных насосов для скважин равен 60 метров и более.
Шнек бур для вращательного ручного бурения
На рисунке видим бур, который врезается в землю при его вращении. После того, как шнек полностью войдет в грунт, сверху его наращивают бурильной трубой при помощи резьбового соединения. После каждого углубления скважины на длину шнека, его достают на поверхность, для снятия налипшей земли. Тем самым формируется ствол скважины, свободный от песка и глины.
Шнек вращают два человека, которые ходят вокруг устья скважины. При небольшой проектной глубине бурильные штанги со шнеком можно доставать вручную. Для достижения большой глубины необходимо использовать вышку и лебедку. Вышка может быть самодельной – тренога из деревянных стоек. Высота должна быть больше длины бурильной штанги.
Нужная глубина скважины достигается, когда поднимаемый грунт станет мокрым. После этого в скважину опускают обсадные трубы (металлические или пластиковые). Они укрепляют стенки скважины, предотвращают обвал грунта, изолируют водозаборный горизонт от грязных поверхностных вод. Нижняя труба обсадной колонны – фильтр. Во внутрь можно опустить погружной насос, который по шлангу или по трубам будет подавать воду потребителю.
Особенности и задачи обустройства
Какое оборудование для обустройства скважины на воду может потребоваться хорошо знают специалисты компаний, занимающиеся бурением. Если решено проводить эти работы самостоятельно, то стоит изучить особенности обустройства скважины подробнее. Работы обычно включают разработку шахты и установку в нее специального оборудования. Для скважины под воду обязательно требуются:
- кессон;
- насос;
- автономный источник питания;
- оголовок.
Обустройство водозаборной скважины должно обеспечить:
- чистоту воды;
- защиту от замерзания;
- условия для подключения обслуживающего оборудования.
Сооруженное помещение около скважины считается удобнее, так как облегчает установку насосного оборудования, а также его монтаж. На стадии обустройства в скважину вводится водопроводная труба, а также подается электрическое питание для насоса.
В качестве дополнительного оборудования рассматриваются:
- фильтры для очистки воды;
- манометры;
- реле для насоса;
- автоматика для управления.
Земляные работы также имеют свои особенности, так как при учете некоторых нюансов можно существенно сэкономить на покупке труб. К примеру, если месторасположение для скважины будет выбрано вблизи дома, то уменьшится не только объем требуемых труб, но и объем земляных работ.
Если подробнее рассмотреть особенности бурения, то способы и механические устройства для этого будут применяться разные. Например, скважину для личных нужд удобнее организовать ручным буром. Нередко в хозяйствах применяются специальные ударные устройства или электрические инструменты. Выбрать просто так тот или иной инструмент нельзя.
Конкретно взятое оборудование подходит для особенностей грунта. Проводить работы ручным буром наиболее трудоемко, но при определенных условиях владельцу частного дома может быть доступно бурение скважины до 15 м глубиной. Есть ли необходимость в скважине такой глубины, поможет разобраться схема.
Санитарные нормы и предписания
Санитарные нормы, предъявляемые к месту расположения водоносных скважин, описаны в документах СанПиН № 2.1.4.110-02. Безусловно, прежде всего, указанный документ касается крупных водозаборов, обеспечивающих водой населённые пункты или отдельные предприятия и районы.
Однако и при устройстве частной скважины на вашем собственном участке рекомендуется придерживаться санитарных норм.
В соответствии с нормативами СанПиН минимальное расстояние от источника водозабора до объектов жилой застройки составляет от 30 м для защищённых подземных вод, и 50 м для незащищённых подземных вод. Понятно, что в условиях частного строительства соблюсти эти нормы невозможно.
Поэтому стоит обратить внимание на следующие правила:
- Непосредственно возле скважины на участке размером минимум 4х4 м не должно быть никаких жилых и хозяйственных строений.
- В радиусе минимум 300 м не должны располагаться промышленные предприятия, крупные автомобильные дороги, свалки, скотомогильники, кладбища.
- В радиусе минимум 20 м не должны находиться огородные культуры, полив которых осуществляется с применением химических удобрений.
- Скважина должна быть максимально удалена от выгребных ям, канализационных септиков, компостных куч и подобных объектов. Это касается не только источников вероятного загрязнения, расположенных на вашем участке, но и на соседских.
Обеспечить полное соблюдение даже этих норм практически невозможно, поэтому если вода из скважины будет использоваться не только для полива, но и для питьевых нужд необходимо позаботиться об её очищении. Также выходом в этой ситуации может стать бурение более глубокой скважины артезианского типа.
Правильный выбор места расположения скважины позволит использовать воду из скважины без установки дорогостоящего фильтрационного и обеззараживающего оборудования
Разновидности подземных вод
Теперь давайте рассмотрим, какие именно есть виды вод.
Верховодка
Верховодка – это подземные воды, которые находятся близко к поверхности сверху водоупорных линз. Не везде есть такие водоупоры, поэтому найти верховодку бывает сложно, а иногда и невозможно. Из-за того, что верховодка почти незащищена фильтрующим слоем сверху, большая часть химических и биологических загрязнений, находящихся на поверхности, попадают в воду, и по этой причине качество воды ниже необходимого уровня. Такой горизонт воды подпитывается исключительно осадками, поэтому много воды в нем будет только после того, как растает снег, или выпадет много осадков в виде дождя. Такие виды скважин на воду для дачи удовлетворят только хозяйственные нужды в виде полива огорода.
Единственной причиной, по которой есть смысл рассмотреть возможность создания такой скважины – малая глубина залегания – обычно от 3 до 9 метров. Такие способы бурения скважины просты и недорогие, что даст возможность получать воду для хозяйственных нужд.
Грунтовые воды
Хотя грунтовые воды тоже не сильно защищены водоупором фильтрующего вида сверху и часто не являются водой, которая пригодна для питья, но при прохождении вод через толстый слой грунта удаляет большую часть загрязнений, и на выходе она намного качественнее, чем верховодка. Касательно наполненности водой, то и этот способ добычи воды будет во многом зависеть от сезонных колебаний. В лесистых местах, а также регионах с большим количеством осадков вода будет поступать в скважину постоянно, хоть и в разных количествах. А вот выбирать бурение, чтобы дойти до грунтовых вод, не стоит в засушливых регионах – в летний период вода может полностью пропасть.
Межпластовые воды
Как уже становится понятно из названия, эти воды расположены между 2-мя слоями пластов водоупора. Выше мы упоминали о том, может быть много водоупорных слоев земли, а значит, может быть много горизонтов. Воды межпластового вида находятся достаточно глубоко, примерная глубина от 25 до 78 м. Хотя некоторые виды горизонтов могут подниматься и выше, иногда даже выходя на поверхность в виде родников.
Влага для проникновения в межпластовый горизонт преодолевает большой слой грунта и толщину пород водоупора, благодаря чему естественная фильтрация воды на высоте. Отсюда и следствие, что качество такой воды высокое, чем у двух предыдущих видов. Не в каждом горизонте достаточно воды, поэтому геологи стараются найти самые насыщенные водой слои. Но ход дела таков – чем глубже, тем больше воды и тем она чище.
При выборе вида скважины следует при возможности выбирать именно этот вид. Вода, которая находится между двух слоев, имеет давление. При поступлении в рабочую колонну скважина будет расширяться. По этой причине статический уровень может быть куда выше горизонта воды. Есть и такие межпластовые воды, где давление так высоко, что она сама изливается на поверхность, бьет фонтаном из-под земли. Это уже артезианские воды.
Надземное сооружение по типу павильона
Это самый простой вариант, как облагородить скважину. Для этих целей используется компактная конструкция, которую размещают над гидротехническим сооружением. Допускается некоторое заглубление такого павильона. В таком случае он будет напоминать автономный погреб, обсыпанный со всех сторон землей.
Для этого перед монтажом конструкции выкапывается небольшая траншея. Подобным образом чаще всего оснащаются промышленные скважины. В приватном секторе павильоны применяются редко, т.к. его присутствие скрадывает полезную площадь и нарушает эстетичность участка. Чтобы утеплить такое сооружение, приходится приложить немало усилий.
Какой материал обсадной колонны выбрать
советует использовать трубы нПВХ 125 мм. Это безопасный, практичный и доступный вариант обсадки скважины. Перечислим достоинства рекомендованного материала:
- Высокая прочность стенок, которая не уступает прочности металла.
- Стенки колонны не разрушаются от действия воды.
- Сезонные перепады температуры не уменьшают прочность стенок.
- Для изготовления нПВХ используются только безопасные компоненты.
- Пластик не влияет на состав питьевой воды.
- На гладких стенках не формируются колонии бактерий.
- Колонна будет оставаться герметичной не менее 50 лет.
От материала колонны зависит время эксплуатации источника. Установка металлической колонны сокращает срок его службы. Металл в почве постепенно ржавеет, и уже через 40-45 лет на стенках может образоваться сквозная коррозия.
Пользоваться водой будет нельзя, потому что она станет загрязненной. Ремонт поврежденной колонны проводить невыгодно. Дешевле будет пробурить новую артезианскую скважину. Поэтому чтобы продлить время добычи воды, следует устанавливать нПВХ.
Рисунок 4: Обсадная труба нПВХ
Как пробурить скважину для воды своими руками
Говоря о том, как пробурить скважину, обычно подразумевают абиссинскую или песчаную разновидность, поскольку артезианские варианты сооружений выполняются только профессионально.
Для работ необходимо:
- подготовить место бурения. На участке выкорчевываются корни деревьев (при необходимости подрубаются, для работ на глубине лучше использовать топор с удлиненным топорищем), удаляется любая растительность;
- выкопать яму глубиной 1…1,5 м, сечением не менее 1х1 м. Она необходима для удаления верхних рыхлых слоев грунта, удобства выполнения дальнейших работ и обустройства приямка или кессона;
- установить бурильную установку.
Бур для скважины может быть самодельным. Для этого подготавливаются несколько труб с диаметром 120 мм (они в дальнейшем будут выполнять роль обсадных). Нижний конец нижней трубы оснащается зубъями или буром, противоположный и оба конца последующих труб – резьбой для соединения.
При использовании промышленного бура вначале выполняется «прокол» грунта, потом в него опускаются обсадные трубы.
Для небольших по глубине «проколов» достаточно согласованной работы двух исполнителей. Шнековый бур извлекается после прохода каждых 10…15 см грунта, в противном случае избыточный вес налипшей земли может привести к поломке бура. По мере заглубления можно навесить груз на ручки ворота, в этом случае рабочим придется прикладывать меньше усилий.
Данный метод работ считается ответом на вопрос: как пробурить одному, без оборудования, скважину небольшой глубины? Это действительно реально, но все же работать лучше с помощником.
Гидробурение
Если для бурения используются трубы, дополнительно потребуется емкость для воды (бочка) объемом не менее 200 литров и насос. После первичного заглубления трубы в землю к ней подключается насос и под давлением подается вода. Жидкость постепенно размывает грунт возле нижнего конца трубы, позволяя постепенно заглублять ее методом вращения.
При этом разрушенный грунт вымывается наружу струей воды, которая откачивается из приямка помпой (ручной или механизированной). Поэтому метод получил название гидробурения скважин на воду. Своими руками сделать пробой нужной глубины проще и быстрее, чем другими способами. При небольшой глубине колонны можно исключить сращивание труб резьбовым методом.
Приведенная схема относится к профессиональному буровому оборудованию. При самостоятельном проведении работ достаточно обеспечить подачу воды в будущую скважину и ее естественный отток наружу.
Важно: выясняя, можно ли зимой бурить скважину под воду, следует учитывать температуру воздуха. В морозы работа с влажным грунтом и водой невозможна
Даже подача горячей жидкости не всегда решает проблему. Работы допустимы при отсутствии промерзания грунта.
Бурение ударно-канатным методом
Для этого необходимо использовать специальную вышку.
Она может быть выполнена из металлического профиля или бревен (брусьев) подходящего сечения. Обязательно устройство лебедки или противовеса для извлечения обсадной трубы, располагается вышка так, чтобы ее вершина находилась точно над местом бурения.
Вначале в выкопанную яму устанавливается обсадная труба. Толщина ее стенки должна составлять не менее 5 мм, используется бесшовная труба. После чего в получившуюся направляющую конструкцию опускается желонка (стакан), который с помощью лебедки (ворота) поднимается и опускается (свободное падение) на высоту около метра. Таким образом грунт разбивается и заполняет внутреннее пространство обсадной трубы. После ее наполнения грунтом на 2/3 и более труба извлекается и освобождается на наполняющей ее земли. Процесс повторяется до достижения необходимой глубины – то есть водоносного песчаного слоя.
Важно: при бурении любой скважины верхняя ее часть существенно шире, чем диаметр обсадной трубы. Для укрепления и стабилизации конструкции зазор между обсадной трубой и стенками ямы засыпают щебнем.. Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:
Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:
Ударно-канатное бурение
Ручное гидробурение
