Глубина залегания артезианских вод

Если вы задумали оборудовать свой участок полезной и вкусной водой на длительное время, то наиболее подходящий способ — это карта глубин артезианских скважин. С ее помощью можно быстро отыскать источник и обеспечить ваш дом природной водой, несмотря на то, что бурение собственной артезианской скважины — процесс достаточно долгий.

От продолжительности бурения зависит и цена, которую вам придется заплатить за ее создание. Бывает, что несколько соседей, объединяясь, решают пробурить 1 на всех артезианскую скважину. Однако такое бывает нечасто, так как в этом случае нередки споры и разногласия между ними. Да и иметь на своем участке собственные источники с водой гораздо практичнее и выгоднее.

История и особенности

Артезианская скважина берет название от небольшого провинциального города во Франции — Артуа, где было пробурено первое отверстие, принесшее беднякам бесплатную воду. Основной особенностью источника с водой считается его глубина залегания. Она может быть от 20 до 250 м и зависит от того, насколько глубоко находятся пласты известняка, в которых и хранятся артезианские воды.

Сам известняк в этом случае выступает в качестве природного фильтра, устраняющего из воды все вредоносные бактерии. Однако артезианские воды содержатся лишь возле тех известняков, которые представляют собой пористую структуру. Поэтому в сплошных слоях вам будет достаточно сложно найти воду.

От уровня залегания артезианских вод зависит и ее минерализация.

Существует простое правило: чем глубже находится вода между слоями известняка, тем она более минерализована.

Специалистам обычно в поисках воды помогает карта глубин.

Артезианская скважина имеет и другие преимущества. Одно из немаловажных — высокая водоотдача, которая в среднем составляет порядка 3-4 м³/ч. Если такая скважина была сделана грамотно, она может обеспечить водой весь микрорайон или дачный поселок. По статистике, если скважина пробурена профессионалами, то воды одной семье хватит на 60 лет (даже при активном потреблении).

Стоимость бурения зависит от залегания воды. Мы помним о том, что глубина залегания везде разнится. Однако артезианская скважина бурится до известняка, представляющего собой пористую структуру. Неслучайно водоносные слои и сам грунт обносятся специальной обсадной трубой, сделанной из металла. Как правило, в средней полосе России вода, которую проще будет найти при помощи карты глубин вод, есть везде, но на разной глубине, в зависимости от почвы. Поэтому чем меньше уровень глубины, на котором в вашем районе находится водоносный известняк, тем меньше вам придется заплатить денег за бурение отверстия.

Последовательность работ

Из-за того что такая скважина имеет наибольший по размеру диаметр, процесс бурения обычно растягивается на 3 дня, а, возможно, и дольше, в зависимости от самих глубин залегания. Само бурение осуществляют в несколько этапов. На начальном периоде с помощью крупного долота производят бурение верхнего почвенного слоя. Потом средним создают отверстие в самом грунте до необходимого известнякового слоя — глубин залегания воды. Затем стенки колодца обносятся обсадными колоннами. Это необходимая мера. Долотом самого маленького диаметра пробуривают отверстие, доходящее до водоносного слоя. В качестве водоносных труб для этого процесса используют изделия из металлопластика, стали.

Главный принцип бурения — прохождение в нижние водоносные пласты без попадания вод различных верхних уровней, которые считаются более грязными.

Для того чтобы предотвратить загрязнение известнякового слоя воды, нередко стенки колодца покрывают специальным слоем — водоизолирующим. Он носит название компактонит. Кстати, даже самую чистую и свежую артезианскую воду нужно подвергать фильтрации. И нередко на колодец устанавливают очистительное оборудование.

www.vseoburenii.ru

Общие сведения.

Артезианские воды – это подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением.

Водоносными являются пласты, сложенные песками, известняками, трещиноватыми песчаниками и сланцами и многими другими разностями пород; водоупорными – глины, плотные сланцы и др.
Некоторые исследователи (О.К. Ланге, М.М. Крылов, С.А. Яковлев и др.) артезианские (напорные) подземные воды, заключенные между водонепроницаемыми породами кровли и подошвы, называют межпластовыми водами.

Артезианские воды получили свое название от провинции Артуа в южной Франции (древнее латинское название – Артезия), где в ХII в. впервые в Европе был пройден артезианский колодец, вскрывший самоизливающуюся воду.

Следует, однако, отметить, что в древнем Египте и Греции, колодцы с напорной водой были известны еще 4000 лет назад. В Китае проходились колодцы при династии Хань (206-220 гг. н. э.), когда глубина отдельных колодцев достигала 130.м. Во Франции же впервые бурение скважин было осуществлено в провинции Артуа только в 1126 г.
В древней Руси широко применялось бурение скважин для добычи рассолов. Так, в духовной великого князя Ивана Калиты (1338 г.) упоминается о «соляных колодезях» Соль-Галицка. Другие исторические записи указывают, что «водяные колодези», дающие пресную воду, существовали, начиная с XVI в.

Первоначально артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.
Артезианские воды залегают, главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, в пределах как относительно крупных геологических структур (синклиналей, моноклиналей и др.) на платформах, так и средних и малых межгорных впадин.

Геологические структуры, заключающие в себе напорные воды, обычно сложены породами дочетвертичного возраста. Имеются, однако, районы, где напорные воды встречаются в четвертичных отложениях. Нередко в зонах тектонических нарушений (сбросов, взбросов, разломов и т. п.) наблюдаются восходящие источники, иногда имеющие повышенную температуру воды.

В природе, однако, условия залегания артезианских вод значительно сложнее. К этим условиям относятся литологическая изменчивость водоносных пластов, гидравлическая связь вод смежных водоносных горизонтов вследствие невыдержанности изолирующих водоупорных пластов, тектоническая нарушенность пластов, непостоянство химического состава вод и др.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.
Артезианские воды имеют довольно постоянную температуру, зависящую от глубины залегания водоносного пласта. Будучи изолированы от загрязнения с поверхности водонепроницаемыми слоями, артезианские воды обычно отличаются высокими санитарными показателями.

В зависимости от сложности геологического строения в артезианском бассейне или какой-либо другой геологической структуре может быть несколько водоносных пластов, изолированных один от другого водоупорными породами. Вследствие несовершенства водоупорных перекрытий (наличия «окон», фациальных изменений) водоносные пласты во многих районах оказываются гидравлически связанными.
Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые – в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах бывшего СССР на глубине от 100 до 1000 м). Вода в артезианских бассейнах по большей части прозрачна, бесцветна, но очень часто содержит много минеральных солей, является жесткой и негодной для питья. Температура ее более или менее постоянна в различные времена года и определяется температуру глубоких слоев земли, через который проходит артезианский колодец (от 9° до 24°).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

На территории бывшего СССР, ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. кв. км. Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

Структура артезианского бассейна.

Артезианский бассейн – это бассейн подземных вод, приуроченный к отрицательной, геологической структуре (синеклизе, мульде, прогибу, межгорной впадине), содержащей напорные пластовые воды. Крупные артезианские бассейны в Российской Федерации – Западно-Сибирский, Московский.

В пределах артезианского бассейна различают три области (рис. 1):

• питания;
• напора;
• разгрузки.

Рис. 11. Артезианский бассейн

Области питания водоносных горизонтов располагаются на более высоких отметках поверхности. Здесь водоносные пласты могут заключать в себе безнапорные воды (воды, имеющие свободную поверхность), дренируемые местной гидрографической сетью.

Область разгрузки – площадь выхода напорных вод на поверхность земли. На этой площади обычно наблюдаются восходящие источники, рассеянные и линейные выходы подземных вод.
В области разгрузки напорные воды выходят на поверхность в виде восходящих источников. При этом вода может появляться на поверхности или в виде концентрированных струй на речных террасах, коренных берегах речных долин и т.п., или в виде распыленных пластовых выходов, прослеживаемых на некотором протяжении.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе артезианские воды из верхнего горизонта перетекают в нижний.

Различают артезианские бассейны и артезианские склоны. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне, последняя находится рядом с областью питания.

Артезианские воды могут быть гидравлически связаны с грунтовыми водами на участках, где размыты кроющие водонепроницаемые пласты, или же их фациальному изменению, т. е. переходу в проницаемые разности пород. В зависимости от соотношения уровней подземных вод на таких участках будет иметь место или расход, или пополнение запасов артезианских вод. Если пьезометрическая поверхность артезианских вод располагается на более высоких абсолютных отметках по сравнению с отметками зеркала грунтовых вод, напорные воды будут питать грунтовые, при обратном соотношении отметок горизонтов подземных вод грунтовые воды будут питать артезианские. В последнем случае на отдельных участках вследствие невысокого санитарного состояния грунтовых вод может быть снижено качество артезианских вод.

Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.

Восходящие источники обязаны своим происхождением гидростатическому напору, характерному для артезианских бассейнов и склонов. Их выходы в виде бьющих вверх струй приурочены к основным краевым областям разгрузки артезианских бассейнов и нередко связаны с зонами тектонических разрывов и других, нарушений. Это могут быть эрозионные источники напорных вод или источники, пробивающиеся через относительно, слабо проницаемые отложения, перекрывающие водоносный горизонт, или восходящие по линии сброса, и др. Во многих акваториях Земли зафиксированы восходящие субмаринные источники подземных вод. Такие мощные восходящие струи издавна известны на дне Средиземного моря и других внутренних морей, где они встречаются на различных глубинах в области шельфа, а местами и континентального склона, а также во многих районах Атлантического, Индийского и Тихого океанов.

Запасы артезианских вод

Запасы подземных вод в артезианских бассейнах различны и зависят от многих природных факторов. Чем больше площадь распространения артезианского бассейна, чем значительнее мощность водоносных пластов и чем больше площадь питания и интенсивнее происходит питание, тем более крупными запасами воды обладает артезианский бассейн. Водообильность одиночных или взаимодействующих горных выработок (шахт, скважин, шурфов и др.), помимо перечисленных факторов, зависит также от водопроводимости отдельных водоносных пластов.

Одним из основных видов изучения артезианских вод служит разведочное бурение. В процессе разведки выявляется глубина залегания пластов, содержащих напорные воды, проводятся пробные и опытные откачки, обследуются восходящие источники, определяется качество воды и т. д. При определении запасов воды, заключенных в напорных пластах, рекомендуется учитывать размеры артезианских бассейнов. В артезианских бассейнах с большой площадью распространения, когда потребное количество воды составляет ничтожную величину по сравнению с запасами бассейна, разведочные работы ограничиваются бурением скважин, опытной откачкой и физико-химическим исследованием подземных вод. При малых размерах артезианских бассейнов, например в межгорных долинах, необходимое количество воды может приближаться к природным запасам бассейна. В таких бассейнах обычно проводятся детальные гидрогеологические исследования, заключающиеся в комплексной геолого-гидрогеологической съемке, бурении скважин, опытных откачках и режимных наблюдениях.

Запасы подземных вод, как и запасы твердых полезных ископаемых, в зависимости от степени разведанности подразделяются на три категории:

• к категории А относят детально разведанные и опробованные запасы;
• к категории В – менее разведанные;
• к категории С – запасы, установленные по общим геологическим и гидрогеологическим данным.

Выделяются следующие виды запасов подземных артезианских вод:

• естественные – естественный расход подземного потока;
• регулировочные – представляют собой подземные воды, пополняемые в области питания путем поглощения атмосферных и поверхностных вод;
• вековые, которые накопились в пластах в течение многих веков и могут быть извлечены при полном осушении пластов;
• эксплуатационные запасы, т. е. запасы, которые можно использовать для нужд народного хозяйства.

Дебит скважин, вскрывших напорные водоносные пласты, колеблется в зависимости от местных условий (водопроводимости пластов, высоты напора, величины понижения уровня и т. п.) от нескольких единиц до десятков и даже сотен кубических метров воды в час.

При близком расположении скважин, эксплуатирующих один и тот же водоносный горизонт, они будут оказывать взаимное влияние, которое сказывается как на уменьшении производительности взаимодействующих скважин, так и на снижении пьезометрического уровня. Такое взаимодействие скважин отмечено во многих местах, как в России, так и на территориях других государств.

Искусственные сооружения в районах артезианских вод.

Движение напорных вод в артезианских бассейнах обычно направлено от областей питания к областям разгрузки. При вскрытии буровыми скважинами артезианские воды под напором поднимаются выше кровли водоносного пласта и при благоприятных геоструктурных условиях дают самоизливающуюся струю воды на поверхности земли. Несмотря на это, большей частью приходится извлекать артезианские воды на поверхность с помощью насосов, но там где вода под напором поднимается выше поверхности земли, высота напора над устьем скважин превышает 30 м и даже достигает 150 м. Весьма редко вскрываются воды с более высоким напором (до 110 атм.).

При эксплуатации одного или нескольких артезианских пластов системой взаимодействующих скважин создается тех или иных размеров депрессионная воронка, в пределах которой на значительной площади пьезометрический уровень может быть снижен ниже поверхности земли. Таким образом, подразделение напорных вод на воды с положительным и с отрицательным пьезометрическим уровнем условно. Снижение пьезометрического уровня ниже поверхности земли при эксплуатации наблюдалось в Ставропольском крае, где сравнительно небольшое число первых скважин давали воду самоизливом. При увеличении числа эксплуатационных скважин расширились контуры и глубина районной депрессионной воронки, что повлекло за собой снижение уровня ниже дневной поверхности. По этой причине для дальнейшей эксплуатации пришлось скважины оборудовать насосными установками.

При бурении скважин, в случае установления пьезометрического уровня выше поверхности земли для определения его высоты над устьем скважины навинчивают трубы (при небольших напорах) или, при высоких напорах, закрывают устье скважины герметически. В последнем случае к трубам, заключающим в себе напорные воды, присоединяют манометр, по которому определяют давление воды в сква­жине.
Каптаж – комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод (также нефти и газа), вывод их на поверхность Земли и возможность эксплуатации при устойчивых во времени оптимальных показателях (дебит, химический состав, температура и др.).

Перехват подземных вод осуществляется сооружением водозабора.

Культура каптаж известна с ранних эпох цивилизации и достигала высокого уровня в Древнем Риме (термы императора Каракаллы, водопроводные сооружения), Месопотамии, Северной Африке (Акве-Флавнане), Средней Азии, на Кавказе (кяризы) и др.

Современные каптажные сооружения для подземных вод отличаются большим разнообразием типов и конструкций, учитывающих особенности гидрогеологических условий местности, состав воды, технические и санитарные требования, определяемые заданными режимами водопотребления и целевым назначением эксплуатируемых вод.

Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец, перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов. При вскрытии нескольких водоносных слоев горизонт, намеченный к эксплуатации, изолируется от ниже- и вышележащих слоев путём их тампонажа.

Артезианский колодец представляет буровую скважину, по которой поднимается вода из глубины земли. Земная кора образована из слоев различного состава и конфигурации; одни из них (как, например, песок) легко пропускают воду, другие же водонепроницаемы (гранит, глина и пр.). Атмосферная вода просачивается через один слой и скапливается под ним. Диаметр буровых скважин несколько сантиметров, длина же доходит до нескольких сот метров. При вскрытии буровыми скважинами в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

Важнейший показатель артезианского колодца дебит (от франц. debit — сбыт, расход), объём воды, поступающий в единицу времени из естественного или искусственного источника (колодца, буровой скважины и др.). Дебит жидкости выражается в литрах в секунду или кубических метрах в секунду, час или сутки. Дебит характеризует устойчивое поступление жидкости в течение длительного времени. Объём воды, протекающий в единицу времени через поперечное сечение реки или водоносного горизонта, называется расходом воды.

Этот же термин часто применяют для объёма воды, получаемого при искусственной откачке воды из колодцев и скважин, в процессе которой подаваемое количество жидкости зависит от способа и интенсивности откачки и понижения её уровня. Для характеристики производительности водозаборных скважин служит удельный дебит (дебит, отнесённый к понижению уровня воды при откачке на 1 м).
Дебит скважины или колодца зависит от водопроницаемости и мощности водоносного слоя, условий его питания, распространения и взаимосвязи с другими водоносными горизонтами, наличия напора и прочего, а также от условий эксплуатации водоносного горизонта, степени его вскрытия, понижения уровня воды при откачке, типа фильтра и др. факторов.

Устраивают артезианские колодцы с целью:

• сбора подземных вод для водоснабжения и орошения – водозаборные колодцы. Водозаборные колодцы наиболее распространены, особенно для получения питьевой воды. По конструкции, способу строительства и креплению стен различают шахтные и трубчатые колодцы.
• пополнения запаса подземных вод поверхностными водами или сброса дренажных и осветлённых канализационных вод – поглощающие колодцы. Поглощающие колодцы применяют для осушения замкнутых понижений (один из видов вертикального дренажа).
• регулирования забора воды из рек, озёр, водохранилищ – береговые колодцы. Береговой колодец представляет собой камеру, разделённую решёткой, в приёмную часть которой по трубе поступает вода из реки или др. источника.

Наряду с колодцами применяются штольни – протяжённые горизонтальные или слабонаклонные горные выработки, сооружаемые в сильно пересечённых местностях. Иногда штольни сопровождаются системой наклонных, горизонтальных или восстающих скважин, пробуриваемых в боковых стенках и забойной части подземной галереи для увеличения притока воды. Каптаж штольнями осуществлен в России в Пятигорске; за рубежом – в Баньер-де-Люшоне (Франция), Бен-Харуне (Алжир) и др.

Каптаж безнапорного источника может осуществляться с помощью камеры.

Наиболее распространённым типом каптажных сооружений являются буровые скважины – одиночные или групповые. Механизированная проходка скважин обеспечивает вскрытие водоносных горизонтов и зон в весьма сложных горно-геологических условиях на глубинах до 2 км и более. При этом удаётся надёжно разобщать водоносные горизонты в скважинах (обсадка трубами, цементация затрубного пространства), предотвращать обвалы стенок и прорыв воды по затрубному пространству, а также устанавливать насосное оборудование, обеспечивающее отбор с заданными эксплуатационными дебитами. Для обсадки таких скважин обычно применяются стальные трубы. При эксплуатации агрессивных подземных вод (углекислых, сероводородных, с низким pH и др.) каптажные скважины обсаживаются трубами из антикоррозийных материалов: легированных сталей, винипласта, полиэтилена, асбоцемента и прочими.

Надкаптажные сооружения на месторождениях минеральных подземных вод выполняются в виде бюветов, павильонов, галерей.

Длительная эксплуатация водоносных пластов, сложенных тонко- и мелкозернистыми песками, с напором как выше, так и ниже поверхности земли, на некоторых участках приводит к вымы­ванию и выносу на поверхность песчаного материала. В результате водоносные пласты приобретают более рыхлое сложение с образо­ванием в них пустот. Этот процесс на некоторых участках (чаще при глинистом водоупорном перекрытии и неглубоком залегании от поверхности водоносных пластов) приводит к деформациям поверхности земли, прилегающей к эксплуатируемой скважине, со всеми вытекающими отсюда неблагоприятными последствиями для близ расположенных на поверхности инженерных сооружений.

Современные технологии гидрогеологических исследований.

Подземная вода, содержащаяся в порах грунта, трещинах и полостях горных пород, способна перемещаться под действием сил тяжести, в значительной степени влияет на прочностные и деформационные характеристики грунта. Известно, что глинистые и биогенные грунты по мере увеличения влажности теряют свою прочность, а при отрицательных температурах подвержены морозному пучению. Прочность же песчаных грунтов с уменьшением влажности заметно снижается. Увеличение коэффициента фильтрации подземных вод приводит к возникновению суффозионных и карстовых процессов, а их высачивание на склонах косогоров (или на откосах насыпей) – к появлению оползневых процессов.

Существование самих подземных вод зависит от режимообразующих факторов, связанных с изменением действия ранее существовавших и возникновением новых источников питания.
Расположенные вверх по подземному потоку водоемы, промышленные предприятия с большим потреблением воды, инфильтрация утечек из крупных коллекторов систем канализации приводят к повышению уровня подземных вод, а функционирование водозаборов и дренажных систем – к понижению.

Строительство зданий и сооружений с заглубленными фундаментами и освоение подземного пространства может вызвать образование барьерного эффекта и подтопление вышележащих территорий.
Эксплуатация сооружений нередко приводит к загрязнению подземных вод, а также к ухудшению механических свойств грунтов, вмещающих эти воды, с негативными последствиями (например, оползень в г. Витебске весной 2004 г.).

Существенной особенностью изменений режима подземных вод является их скоротечность. Время протекания инженерно-геологических процессов, связанных с подземными водами, оказывается сопоставимым со временем эксплуатации здания или сооружения. Разумеется, что наиболее интенсивные воздействия геологическая среда испытывает в городских условиях. И поэтому здания и сооружения, запроектированные с соблюдением всех требований, через некоторое время могут оказаться в иных условиях (неизвестными становятся места и глубина залегания подземных вод), что снижает их эксплуатационную надежность.

Важным фактором обеспечения эффективного строительства является мониторинг геологической среды. Прямые его методы – зондирование и бурение скважин с отбором проб грунта.
К наиболее распространенным косвенным методам относятся электрометрические, радиоволновые и сейсмические. В городских условиях при наличии плотной застройки и развитой сети подземных коммуникаций бурение скважин зачастую бывает проблематичным, а использование электрометрических и сейсмических методов невозможным. Кроме того, информация, полученная путем бурения скважин, является точечной. Она характеризует свойства только тех грунтов, которые взяты из данной скважины. А широко используемая интерполяция для оценки свойств грунтов, залегающих между двумя соседними скважинами, часто бывает некорректна. Интерполяционная ошибка в оценке геологической и гидрологической обстановки будет тем больше, чем больше расстояние между скважинами. Метод периодического контроля подповерхностной среды должен быть, во-первых, неразрушающим, а во-вторых, непрерывным в пространственных координатах. Этим двум требованиям удовлетворяет радиоволновой метод электроразведки – радиолокационное подповерхностное зондирование. Сущность его заключается в периодическом излучении в подповерхностную среду зондирующих электромагнитных сигналов, приеме сигналов, отраженных от неоднородностей подповерхностной среды, обработке этих сигналов и построении радиолокационного изображения (РЛИ). Этот метод в последние годы часто применяется для обнаружения, картирования и определения типа подземных вод.

Важную роль играет математическое моделирование техно-природной среды, с помощью которого анализируется взаимодействие сооружений и вмещающего их грунтового массива. С применением моделирования построен крупное подземное сооружение – Торгово-рекреационный комплекс (ТРК) на Манежной площади. Его глубокая часть защищена от воздействия грунтов и проникновения подземных вод ограждающей железобетонной конструкцией, возведенной способом «стена в грунте». Со стороны гостиницы «Москва» она устроена из буросекущих свай.

Сегодняшние технологии вполне могут обеспечить безопасное строительство небоскребов, но только в том случае, если в плане безопасности не будут делаться уступки инвестору, из соображений выгоды.

Для обеспечения безопасного строительства в районе артезианских вод необходимо проводить тщательные гидрогеологические исследования в соответствии со сводом строительных норм и правил (СНиП).
Настоящие строительные нормы и правила РФ разработаны на основе законодательных и нормативных актов РФ и содержат общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий, выполняемых при хозяйственном освоении и использовании территорий, для проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации предприятий, зданий и сооружений.

Технические требования и рекомендуемые правила в развитие и обеспечение основных положений СНиП регламентируются и детализируются сводами правил, в которых устанавливается состав и объем работ, технология и методика их выполнения для отдельных видов инженерных изысканий, в том числе для различных видов строительства, выполняемых в районах подземных артезианских вод.

СНиП устанавливают общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий (инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических, изысканий грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод) для обоснования предпроектной документации, проектирования и строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий, а также к инженерным изысканиям, выполняемым в период строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.

Изыскания источников водоснабжения на базе подземных артезианских вод должны выполняться в составе инженерных изысканий для строительства с целью получения необходимых и достаточных данных для проектирования и строительства водозаборов подземных вод.

Изыскания источников водоснабжения необходимо производить, как правило, на участках с достаточными (по региональной оценке) ресурсами подземных вод в простых и средней сложности гидрогеологических условиях без утверждения в установленном порядке эксплуатационных запасов подземных вод для данного водозабора.

При значительной потребности и в сложных гидрогеологических условиях должны выполняться, как правило, геологоразведочные работы с подсчетом и утверждением эксплуатационных запасов подземных вод в соответствии с требованиями нормативных документов Министерства природных ресурсов РФ.

При тесной взаимосвязи подземных и поверхностных вод, когда последние являются основным источником формирования эксплуатационных запасов, изыскания источников водоснабжения должны проводиться в комплексе с инженерно-гидрометеорологическими изысканиями и, как правило, с выполнением стационарных наблюдений.

Изыскания источников водоснабжения необходимо выполнять поэтапно с целью получения материалов и данных с детальностью, обеспечивающей решение следующих задач:

• инженерные изыскания для предпроектной документации – предварительное определение водоносного горизонта или комплекса, на базе которого может быть обеспечено потребное количество воды, и выделение перспективных участков для последующих инженерных изысканий;
• инженерные изыскания для проекта на перспективных участках – выбор из них оптимального для размещения проектируемого водозабора;
• инженерные изыскания для рабочей документации на выбранном участке – получение необходимых материалов для определения типа, схемы размещения, конструкции и режима эксплуатации проектируемого водозабора.

география-земли.рф

Слои подземных вод

Метраж залегания воды наглядно можно продемонстрировать следующим образом:

Водозаборы артезианского типа способны удовлетворять хозяйственные и питьевые нужды на протяжении более, чем 50 лет, а потому все больше и больше потребителей обращается к возможности обустройства собственных частных скважин. Сколько метров ниже уровня моря предстоит пробурить, прежде чем добраться до прохладных, освежающих залежей?

Несколько слов о глубине

Глубина артезианской скважины зависит от ряда показателей, среди чего важное место занимает специфика рельефа местности и слоев грунта. Располагаясь, как правило, между двумя водоупорными пластами, минеральные источники находятся под давлением и сами поднимаются на поверхность, иногда – даже в виде фонтана, если давление слишком высокое.

Обеспечить хозяйство круглогодичной подачей воды достаточно просто – специальная техника для бурения способна сделать это достаточно оперативно, а простой химический анализ позволит определить необходимость установки системы фильтрации.

Залегания протекают на глубине от 50 до 250 метров: для достижения результатов необходимо пробурить несколько пластов, схематически изображенных так:

1. Почва.
2. Верховодка.
3. Суглинок.
4. Песок.
5. Вода в песке.
6. Суглинок.
7. Глина.
8. Известняк.
9. Артезианская вода.

Самостоятельно добраться до источника невозможно – для этого потребуется профессиональное оборудование и специальные знания, а стоимость работы прямо зависит от того, сколько метров на участке предстоит пробурить.

Типы конструкций водозаборов

Артезианские источники требуют обустройства определенных конструкций, среди которых большой популярностью пользуется классический вариант с обсадной трубой и насосом, скважина с двойной обсадкой, а также конструкции с кондуктором – трубы, обладающей несколько большим диаметром, чем диаметр обсадной колоны и отсекающей верхние сыпучие слои.

Применение того или иного способа обустройства водозабора обуславливается:

• геологическими условиями;
• требуемыми показателями производительности;
• параметрами обсадных труб;
• типом насосного оборудования.

Так или иначе, на выходе заказчик получает уникальный продукт, эксплуатационные сроки которого неограниченны.

Какой ценностью обладают минеральные источники? Преимущества скважин данного типа неоспоримы, предполагая:

1. Высокую производительность.
2. Бесперебойную подачу воды круглый год.
3. Стабильность водоносных горизонтов.
4. Минимальный риск заливания.
5. Долговечность.

Стоит обрисовать и некоторые недостатки:

1. Немалая стоимость бурения.
2. Высокий уровень минерализации вод – зачастую они нуждаются в дополнительной очистке.
3. Необходимость оформления разрешительных документов.

Под грунтом, под глиной и известняками, находится артезианское чудо – добраться до его целебных и питательных свойств не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Достоинства использования частного водозабора во многом перекрывают существующие недостатки, ведь участок бесперебойно будет оснащен кристально-прозрачной жидкостью, применение которой возможно и в пище, и в быту. А главное – владельцы артезианских скважин навсегда забывают о длинных коммунальных счетах, ведь личный водозабор остается не только максимально удобным, но и абсолютно бесплатным

Советуем почитать: Артезианская вода

oburenie.ru

Устройство скважины

Основное отличие скважины от обычных колодцев в том, с какой глубины берется для неё вода. Существует три основных пласта подземных вод, к которым человек может получить доступ:

• Верхний пласт. Находится не глубже, чем на 5 метров от поверхности земли. Очень непостоянен, поскольку зависит от осадков. В жару может полностью отсутствовать в почве; в период дождей, напротив, становится избыточен. Не используется для обеспечения нужд участков — вода считается слишком загрязненной, в ней есть и инфекции, и химикаты, и органические примеси, с которыми не могут справиться даже самые современные фильтры.
• Грунтовый пласт. Залегает на глубине до 40 метров, обычно между плотными породами вроде известняка и глины. Имеет примеси, которые требуют тщательной фильтрации, объем воды зависит от осадков, а также от присущих конкретной местности гидрологических особенностей — количества и расположения рек, от обилия подземных вод. Колодец к грунтовому пласту можно вырыть своими руками.
• Артезианский пласт. Глубина залегания этого пласта — не менее 50 метров. На такой глубине нет микроорганизмов, которые могли бы загрязнять воду, нет химикатов и вредных примесей. Вода требует минимальной фильтрации, обычно приятна на вкус и хорошо сказывается на здоровье. Однако выкопать скважину самостоятельно нельзя — нужны специалисты, у которых есть специальная аппаратура для бурения.

При этом в земле вода находится под давлением и часто требует минимальных усилий для поднятия на поверхность. В зависимости от особенностей почвы существуют разные виды артезианских скважин:

• Обычная. Состоит из единственной трубы, которая опускается до уровня сухого известняка и закрепляется в нем. Почва при этом не должна иметь прослоек песка и глины и быть, соответственно, устойчивой, чтобы не требовать дополнительной поддержки.
• Двойная. Состоит из двух труб — одна из них, металлическая, доходит до сухого известняка; вторая, пластиковая, непосредственно до водоносного слоя, чтобы вода не размыла пробуренный туннель и скважина не начала разрушаться. Иногда вторую трубу опускают вплоть до самого дня — если водоносный слой рыхлый и неустойчивый.
• С кондуктором. Если верхний слой изобилует плывунами — то есть при малейшем давлении или механическом воздействии готов размыться в грязь — поверх основной трубы устанавливают ещё одну, большего диаметра, которая необходима для защиты.
• Телескопическая. Состоит из нескольких труб — точное их количество зависит от того, какая общая глубина у скважины и насколько неустойчивы пласты, расположенные над водоносным.

Неважно, на какой глубине расположено дно скважины — поверх у всех конструкций все равно должен быть установлен насос и простейший фильтр, который отфильтрует излишек минеральных солей, если это необходимо.

Плюсы и минусы

По сравнению с другими сооружениями, артскважина обладает следующими преимуществами:

• Долговечность. В отличие от многих других конструкций, артезианская скважина может прослужить больше полувека.
• Чистота воды. Полученная из скважины вода отличается приятным вкусом и обогащена минеральными солями. В ней не может быть химических примесей, ржавчины, канализационных или сточных вод — слишком глубоко и герметично она залегает.
• Постоянный объем воды. Водоносный пласт, к которому с помощью сооружения скважины можно получить доступ, обилен и никогда не пересыхает, даже в сильнейшую засуху.

Есть, впрочем, и минусы.

Во-первых, нужно не только определиться, какая на участке будет артезианская скважина, на сколько метров вглубь она будет тянуться и кому лучше поручить ее бурение (от этого зависит окончательная цена), но и получить лицензию от государства, что потребует времени.

Во-вторых, воду все же придется фильтровать. Минеральные соли полезны для человека в ограниченных количествах, пить насыщенную ими воду каждый день, готовить на ней еду и мыться в ней — верный способ навредить здоровью.

Кроме того, есть местности, в которых никто и не знает, что такое артезианская скважина, поскольку до нужного пласта в них невозможно добраться даже с оборудованием.

Процесс установки скважины

Начиная работы по обеспечению участка пресной водой, следует сначала задаться вопросом: с какой глубины начинается артезианская скважина в наших местах? Возможно, водоносный пласт расположен слишком глубоко и до него даже не получится добраться.

Нужно действовать последовательно:

• Определить, на какой глубине залегает артезианский пласт на конкретном участке. Для этого можно обратиться в фирмы, которые занимаются бурением скважин на постоянной основе. Иногда определение можно провести даже без их активного участия — достаточно посмотреть на их сайтах. Если глубина слишком велика, придется задуматься о других способах добычи воды. Если же все в порядке, можно переходить к следующему пункту плана.
• Определить место, на котором будет расположена скважина. Оно должно быть на 30 метров удалено от любых построек и деревьев, на 200 метров удалено от любых возможных источников биологического заражения — скотного двора, канализационного септика, фермы — и на 300 метров удалено от любых возможных источников технологического заражения — заправок, автомоек, банального гаража. Также другие артезианские скважины не могут быть к нему ближе, чем на 100 метров. Большим плюсом будет, если место будет обнесено забором.
• Собрать пакет необходимых документов. В него входят кадастровый и ситуационный планы, план застройки и бумаги, подтверждающие право собственности на участок.
• С документами пройти все необходимые инстанции. Сначала обратиться в Росводресурсы (органы водных ресурсов) и предоставить им заявление, в котором указать, сколько воды будет потребляться из скважины. Потом обратиться в Роспотребнадзор и получить у них разрешение на работы (на языке заявлений и форм это звучит как «организация частным лицом санитарной охраняемой зоны первого порядка»). Потом в центре государственного мониторинга состояния недр получить документ, разрешающий проектирование, с ним прийти в департамент по недропользованию за окончательным разрешением.

С готовой лицензией можно найти профессиональных бурильщиков и обсудить с ними, какой будет артезианская скважина, глубина и возможные надстройки. Когда общий план будет готов, начнутся работы:

• порода будет разрыхлена;
• из неё будут вынуты отходы;
• в получившуюся скважину введут трубы;
• поверх труб будет смонтировано оборудование для того, чтобы откачивать воду.

Будет смонтирован кессон, который защитит устье скважины от погодных условий, встроен насос, подведена проводка, необходимая для легкого получения воды, к ней подсоединен автоматический блок и гидроаккумулятор.

Когда работы будут закончены, останется только оформить внешний вид скважины так, чтобы она стала как минимум незаметной частью пейзажа, а как максимум — незаменимым украшением участка. После чего ею можно будет пользоваться для получения вкусной чистой воды в необходимых объемах.

gidpovode.ru

Другие статьи по теме:

Прокачка скважины после бурения Как сделать шнековый бур своими руками Прокачка скважины вибрационным насосом Фильтр грубой очистки воды для скважины Скважина на воду Система водоснабжения частного дома