Устройство артезианской скважины и что это такое?

Как найти воду на загородном участке для скважины?

Ни в одной точке планеты невозможна жизнь, если там не будет воды. Ежедневно каждый из нас расходует этот ресурс в больших количествах для различных нужд, из-за чего нам приходится сталкиваться с ее дефицитом. Наиболее актуальна проблема обеспечения водой для владельцев загородных жилых объектов. И для ее решения они прибегают к устройству колодцев и скважин.

Прежде чем начать работы по созданию источника живительной влаги, необходимо понять, в каком именно месте имеется вода. Сегодня известно немало методов, позволяющих владельцу без помощи специалиста найти место, где присутствует значительный запас этого бесценного минерала.

Процесс обустройства

Обустройство производительной артезианской скважины осуществляется за 2 этапа. На первом занимаются бурением, а на втором – обвязкой. Каждая стадия отличается своими характерными особенностями.

Бурение

Вначале выкапывается зумпф в виде колодца-отстойника. Впоследствии там оседает выбуренная порода и выкачанная из-под земли вода. Для достижения известковых водоносных слоев пользуются спецтехникой с бурами вращательного типа. Между буровым инструментом и стенками остается пространство.

В дальнейшем вода под большим напором доставляется вниз по буровым штангам. Жидкость проходит через край бура, после чего на поверхность выносятся разрушенная порода – шлам. Чтобы определить текущий почвенный слой, из отстойника иногда берутся пробы. Забор происходит со дна.

По достижении известняка переходят к обсадке. Обсадные колонны формируются из пластиковых и металлических труб. Конструкции призваны защищать ствол от преждевременного обрушения. Затем настает черед вскрытия водоносного слоя, для чего используется узкий ротор.

На финальном этапе в артезианскую скважину опускают насос и приступают к прокачке. Прокачивание производится, пока не пойдет чистая вода. На это обычно уходит от 8 до 10 часов. Отметим, что к выбору насосного оборудования надо подходить продуманно, так как от его выбора напрямую зависит скважинная производительность, и долговечность.

Обвязка

В общем случае мероприятия выглядят следующим образом. Вокруг скважины копается углубление, где размещается кессон. Камера из металла или пластика предотвращает замерзание и попадание в воду грунтовых стоков. Сверху артскважины монтируется оголовок. Через элемент проводятся электрокабели и трубы для водоподачи. Во внутренней части крепится тросом насос. Потом устанавливаются реле давления, баки, магистральный трубопровод и пр. Фильтр очистки ставится либо один, либо несколько. Зависит от водного состава.

Преимущества и недостатки артезианских скважин

Определение, что такое артезианская скважина (АС) подразумевает, что это искусственный или естественный источник воды, которая поступает из известнякового водоносного слоя, располагающегося на отметке 300 метров и более.

Другие глубинные объекты имеют следующие буквенные обозначения:

• В – скважина на песчаном горизонте;
• С – неглубокая шахта или абиссинский колодец. Для справки прочитайте: абиссинский колодец — что это, и как он устроен;
• D – стандартный водосборный колодец.

Рост популярности данного варианта водоснабжения связан с несколькими его преимуществами:

1. Хорошая результативность по причине того, что до известкового горизонта достать можно практически с любого места, при этом цена вопроса зависит от глубины скважины. Чем это расстояние меньше, тем дешевле будет стоить гидротехническое сооружение.
2. Величина водоотдачи у артезианского колодца намного больше, по сравнению с источниками иного типа, но обычно она составляет от 5 до 20 кубометров. Кстати, скважины бывают и большей производительности.
3. Особенностью АС считается непрерывно осуществляемая водоотдача. Даже когда здание запитано от источника, имеющего низкую производительность около 5 кубометров, снабжение водой будет полноценным. Для сравнения: при использовании источника с песчаного горизонта или абиссинской скважины, без потери напора могут функционировать не больше двух точек водораздачи. При работе с артезианскими объектами их количество достигает не меньше 5 – 6.
4. Производительность АС не зависит от сезонных климатических изменений, а вот у других источников в холодную погоду она снижается.
5. Артезианский горизонт более обилен по сравнению с песчаным, который может истощиться, если рядом будет располагаться большое количество скважин. Аналогичная ситуация произойдет в случае рытья котлована или разработки песчаного карьера в непосредственной близости.
6. Меньшая степень загрязнения. Вне зависимости от того, с какой глубины артезианская скважина способна обеспечивать водоснабжение, загрязнения в нее с поверхности не попадают. Но по причине минерализации данных источников понятие «чистоты» воды в АС является условным.
7. Продолжительный срок эксплуатации скважин. Он может достигать 20 – 50 лет в зависимости от применяемой технологии бурения, особенностей обустройства АС и состояния водоносного слоя. В отличие от источника на песке, артезианской скважиной не обязательно пользоваться регулярно, поскольку это на ее долговечности не отразится.

 Ради объективности необходимо отметить недостатки:

1. Высокая цена обустройства АС. Она достигает 20-40 долларов США за один метр бурения и зависит от времени проведения работ, применяемой технологии, и того, на какой глубине артезианская скважина залегает. Также предстоят расходы на приобретение нужного оборудования и осуществление монтажных мероприятий. Общая величина затрат на обустройство АС для частного дома может обойтись в сумму 2,5 – 6,5 тысяч в долларах. Необходимо отметить, что своими силами подобную работу выполнить невозможно.
2. Вода, поступающая из артскважины, отличается жесткостью и тем, что в ее составе имеется большое содержание солей железа, значительно превышающее нормы СанПин. С целью удаления данных примесей нужно пользоваться фильтрами. Чтобы их подобрать, сначала следует произвести лабораторные анализы воды из АС, а это требует дополнительных финансовых расходов.
3. В обязательном порядке требуется документальное оформление, которым обычно занимается компания, специализирующаяся на бурении артезианских скважин для водоснабжения объекта недвижимости.
4. В случае неиспользования источника, согласно отечественному законодательству необходимо делать тампонаж или консервирование АС.

Законодательство

Федеральный Закон РФ «О недрах» от 21.02.1992 N 2395-1 относит подземные воды к общераспространенным полезным ископаемым.

В соответствии со статьей 2.3 пункт 3, ФЗ РФ «О недрах», к участкам недр местного значения относятся участки недр, содержащие подземные воды, которые используются для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности либо объектов сельскохозяйственного назначения и объем добычи которых составляет не более 500 кубических метров в сутки.

В соответствии со статьей 19 ФЗ РФ «О недрах», «Собственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы, арендаторы земельных участков имеют право осуществлять в границах данных земельных участков без применения взрывных работ использование для собственных нужд общераспространенных полезных ископаемых, имеющихся в границах земельного участка и не числящихся на государственном балансе, 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, а также строительство подземных сооружений на глубину до пяти метров в порядке, установленном законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.» То есть при использовании воды из скважин для собственных нужд физических лиц, при объеме добываемых вод не более 100 кубических метров в сутки, и с учетом того, что скважина пробурена в водоносные горизонты не являющиеся централизованными, можно не получать лицензию на воду. Перечень водоносных горизонтов являющихся централизованными устанавливается органами местного самоуправления, в например в Новосибирской области таким органом является — Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области.

Статья 10 п.4 Закон РФ от 21.02.1992 N 2395-1 (ред. от 28.12.2013) «О недрах» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.07.2014) ограничивает предоставление участков недр на определенный срок или без ограничения срока. На определенный срок участки недр предоставляются в пользование для добычи подземных вод сроком до 25 лет. При этом ст. 10.1 предусматривает основанием для возникновения прав пользования участком недр, решение комиссии, созданной федеральным органом управления гос. фондом недр, для рассмотрения заявок о предоставлении права пользования участками недр для добычи подземных вод, используемых для целей питьевого и хозяйственно — бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности. Решение о выдаче лицензии данной комиссией принимаются в соответствии с СанПиН 2.1.4.1110-02.

Метод электрического зондирования

Для выявления перспективных на воду участков чаще всего применяют метод электрического зондирования. Он осуществляется путем вертикального зондирования грунта. Удельное электрическое сопротивление пород и подземных водоносных горизонтов различаются. Так, насыщенные водой грунты имеют более низкое электрическое сопротивление, нежели минеральный скелет маловлажных пород.

С помощью регистраторов тока можно определить сопротивления на каждом горизонте, обозначив для себя те участки, где присутствует слой подземных вод

Единственным недостатком этого метода является то, что всегда есть вероятность погрешности расчетов при условии присутствия в грунте залежей железной руды или близкого расположения металлических ограждений и железнодорожных сетей.

Метод сейсмической разведки

Методика сейсморазведки базируется на измерении кинематики волн. С помощью приборов определяются места, где наблюдается повышенный сейсмический фон, пиковые значения которого достигают частот от 4 до 15 Гц.

Суть сейсморазведки заключается в том, что сначала измерения проводят на территории, расположенной в непосредственной близости от места поиска подземных вод, которая имеет сходный геологический разрез.

Направленные вниз генерируемые волны, достигнув породы, которая отличается от вышерасположенных пластов, подобно эху отражаются вверх. Затем в течение часа те же измерения проводят в районе поиска подземных вод.

Глубина отражающей границы рассчитывается исходя из полученных значений чувствительных приборов сейсмоприемников. О наличии артезианских вод судят по повышению в 5-10 раз уровня сейсмического фона в районе исследуемых участков.

Значения частот в пределах 4-15 Гц, которые превышают уровень естественного фона Земли, возникают вследствие того, что наполненные водой коллекторы являются более плотной средой для прохождения акустической среды

При прохождении акустических волн через жидкости, имеющих большую плотность, происходит изменение в сторону высоких частот.

Бурение разведочных скважин

Этот метод позволяет максимально точно определить формирующие участок геологические породы. Но поскольку он предполагает большие финансовые затраты, его применяют только в ситуациях, когда планируется обустраивать крупный водозабор, рассчитанный на несколько домов.

Для увеличения достоверности исследований на обозначенном месте поиска подземных вод проводят бурение двух или трех разведочных скважин

Специалисты выделяют три метода разведочного бурения:

• Колонковый – применяется при бурении на большие глубины. Принцип действия построен на том, что вращающаяся колонковая труба, конец которой оснащен буровой коронкой, прорезает породу. А затем разрушенная порода под давлением поступаемого через колонну труб промывочного раствора или сжатого воздуха выталкивается на поверхность.
• Роторный – основан на передаче вращательного движения на буровую колонну через поверхностный ротор. Этот тип бурения сопровождается промывкой забоя от породы специальным раствором или обычной водой.
• Ударно-канатный – работает за счет разрушения пород под действием падающего бурового снаряда, конец которого закреплен на канате. Инструмент просто откалывает породу и измельчает грунт, а затем с помощью желонки извлекает его на поверхность.

Выбор метода бурения зависит от типа породы, глубины залегания пласта или линзы и финансовых возможностей заказчика. Но по скорости бурения и производительности в этом плане выигрывают вращательные способы.

Цена разведочной скважины определяется путем умножения стоимости одного погонного метра на глубину ствола. Итоговая сумма рассчитывается исходя из сложности проходки, диаметра ствола и необходимости использования обсадных труб.

Гидрогеологические данные, полученные по пробуренным скважинам, учитывают при составлении прогнозной оценки перспективной площади. Они помогают изучить изменение свойств водовмещающих пород в вертикальном разрезе.

Характеристики артезианских конструкций

Смотрите фото с расположением артезианского источника в грунте

Многих интересует вопрос о том, артезианская скважина сколько метров. Ответить однозначно на него нельзя.

Рассмотрим подробнее почему:

• Глубина артезианской скважины зависит от нескольких показателей.
• Во-первых, большую роль играет местность, в которой планируется пробурить источник.
• В ней пласты верхнего грунта могут располагаться на 10 и сотни метров.
• Только под ними будет подземный бассейн с артезианской водой.
• Во-вторых, изначально определяется для каких целей, в последствие станет использоваться конструкция. Если это простые бытовые потребности, которые не требуют большого дебита источника, то лучше ограничится простой конструкции на песок.
• Третьим фактором, который играет решающую роль, является цена. К сожалению, бурение артезианских источников на данный момент дорогостоящее и не каждый человек может позволить себе это.

Чем обусловлена высокая стоимость бурения:

• Своими руками соорудить конструкцию такого типа не получиться.
• Полезные и чистые водоносные слои находятся довольно глубоко.
• Для того, чтобы пробуриться к ним используют не простой ручной бур, а полноценные автоматические буровые установки, которые способны наращивать свое оборудование до глубины в 500 м.

Кроме всего выше перечисленного, для сооружения потребуется получить разрешение соответствующих инстанций.

Обусловлено это:

• Большой глубиной источника.
• Из-за этого расходуются природные недра земли.
• Обязательным будет уплата налога на пользование таким источником.
• Также подлежит оплате разрешение на бурение.

Преимущества артезианской скважины

Преимущественные особенности скважины

На данный момент такой тип конструкции для обеспечения автономного водоснабжения на загородном участке является самым распространенным.

Популярность обусловлена:

Долговечностью конструкции. Использовать артезианские сооружения при правильном сооружении можно вечно. Они не имеют определенного срока эксплуатации, чего нельзя сказать о материалах, которые применяют для их обустройства.

• При таком источнике на участке не будет возникать перебои с подачей воды. Обеспечено это большим давлением подземного озера. Но, не смотря на это, стоит использовать для подстраховки насосное оборудование.
• Качество воды высокое. Зависит оно от того, что в воде нет сточных вод и неблагоприятных примесей металлов.

Предварительная разведка месторождения

Вычислить водоносный горизонт проще всего на основании геофизического исследования. Прояснить картину поможет геологический разрез, отображающий особенности строения и демонстрирующий последовательность напластовывания пород над месторождением.

На стадии проведения предварительной разведки решаются сразу две задачи:

• Изучаются гидрогеологические условия участка.
• Проводится качественная и количественная оценка используемого источника.

Услуги такого рода исследований оказывают организации, занимающиеся разведывательной геофизикой и фирмы, специализирующиеся на бурении скважин.

По полученным результатам предварительной разведки определяются размеры водоносного горизонта, условия эксплуатации источника и возможность покрытия заявленной потребности

На самых перспективных участках, выявленных в результате предварительной разведки, в последующем изучают инженерно-геологические особенности: просадочность земли, вероятность оползней, категории буримости вскрываемой горной породы, характер ее устойчивости в скважине…

Как метод работы может применяться крупномасштабная гидрогеологическая съемка. В ходе проведения детальной съемки картируются водоносные горизонты, а также выявляется состав и запас подземных вод.

Для хорошо изученных районов, где уже есть опыт эксплуатации подземных источников, оценка запаса воды может осуществляться на основании степени достоверности категории С2. Перспективные запасы этой категории рассчитываются на основании геологических и геофизических данных разведанных месторождений, условия залегания которых аналогичны.

Садовым буром, наращиваемым при заглублении отрезками стальной трубы — штангами, можно самостоятельно пробурить разведочную скважину на участке

Однако максимально точные сведения можно получить без вложения усилий и средств в компаниях, проводивших инженерно-геологические исследования в районе

Информацию о залегании грунтовых вод, физико-механических свойствах пород над кровлей и под подошвой водоносного пласта можно получить в строительных организациях, проводивших изыскания перед разработкой проекта под строительство

Целенаправленно проводить геологоразведку перед бурением скважины на воду нерационально. Обычно сразу бурят водозаборную скважину, чтобы не переплачивать дважды или более того за разработку одного источника воды

Где искать подземные воды?

Прежде чем приступать к поискам воды под скважину следует зафиксировать наличие таковых подземных ресурсов и определить, какая глубина залегания на выбранном участке водоносного горизонта.

В зависимости от расположения и глубины залегания подземные воды делятся три типа:

• Верховодка – залегает в пределах 2-5 метров от поверхности. Она образуется в результате ифильтрации атмосферных осадков. В связи с неглубоким залеганием этот тип вод может колебаться: то повышаться после выпадения осадков, то понижаться в засушливый период.
• Грунтовые воды – водоносные горизонты в осадочных породах, залегающие примерно в районе 8-40 метров от поверхности. Сверху они защищены несколькими слоями пород, потому не зависят от смены сезонов года. Иногда они в понижениях рельефа они самостоятельно пробиваются родниками, поставляющими вкусную чистую воду.
• Артезианские воды – чаще всего залегают на глубине свыше 40 метров. Распространены они по трещинам в скальном известняке. Вода характеризуется наличием минеральных солей и отсутствием глинистой взвеси. Дебит артезианских скважин довольно стабилен.

Ключевое значение имеют качественные и количественные параметры водоносного слоя.

Толща земли формируется из пород, одни из которых препятствуют проникновению влаги – водоупоры, а другие, напротив, формируют водоносные горизонты

При поиске воды для скважины можно пользоваться разными методами, как с применением подручных средств, так и с задействованием современной техники. Но чаще всего гидрогеологи применяют в поисках водоносного горизонта и определения его глубины метод предварительной разведки.

Чтобы добраться до источника, который будет обеспечивать качественной и чистой водой, потребуется проникнуть на приличную глубину

Законодательство

Федеральный Закон РФ «О недрах» от 21.02.1992 N 2395-1 относит подземные воды к общераспространенным полезным ископаемым.

В соответствии со статьей 2.3 пункт 3, ФЗ РФ «О недрах», к участкам недр местного значения относятся участки недр, содержащие подземные воды, которые используются для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности либо объектов сельскохозяйственного назначения и объём добычи которых составляет не более 500 кубических метров в сутки.

В соответствии со статьей 19 ФЗ РФ «О недрах», «Собственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы, арендаторы земельных участков имеют право осуществлять в границах данных земельных участков без применения взрывных работ использование для собственных нужд общераспространенных полезных ископаемых, имеющихся в границах земельного участка и не числящихся на государственном балансе, подземных вод, объём 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, а также строительство подземных сооружений на глубину до пяти метров в порядке, установленном законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.» То есть при использовании воды из скважин для собственных нужд физических лиц, при объёме добываемых вод не более 100 кубических метров в сутки, и с учётом того, что скважина пробурена в водоносные горизонты не являющиеся централизованными, можно не получать лицензию на воду. Перечень водоносных горизонтов являющихся централизованными устанавливается органами местного самоуправления, в например в Новосибирской области таким органом является — Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области.

Статья 10 п.4 Закон РФ от 21.02.1992 N 2395-1 (ред. от 28.12.2013) «О недрах» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.07.2014) ограничивает предоставление участков недр на определённый срок или без ограничения срока. На определённый срок участки недр предоставляются в пользование для добычи подземных вод сроком до 25 лет. При этом ст. 10.1 предусматривает основанием для возникновения прав пользования участком недр, решение комиссии, созданной федеральным органом управления гос. фондом недр, для рассмотрения заявок о предоставлении права пользования участками недр для добычи подземных вод, используемых для целей питьевого и хозяйственно — бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности. Решение о выдаче лицензии данной комиссией принимаются в соответствии с СанПиН 2.1.4.1110-02.

Частые вопросы и ответы по теме: «Артезианская скважина и её глубина»

Напоследок разберём несколько вопросов, которые возникают у рядовых граждан, желающих обустроить на своём участке глубинную скважину.

С какой глубины скважина считается артезианской?

Единого, официально установленного значения, после которого источник будет считаться артезианским, не существует. Для определения, каков характер водоносного пласта, используется комплексный подход. Он включает анализ геологической структуры окружающих пород, характеристики напора столба воды, показатели его дебета.

На какой глубине артезианская питьевая вода?

По большей части артезианская вода является питьевой. Это связано с её защищённостью от проникновения поверхностных загрязнений. Свою роль также играет и высокая степень фильтрации горными породами, сквозь которые проходит влага, прежде, чем пополнить этот подземный водный слой.

В качестве редких исключений встречаются артезианские колодцы, с переизбытком растворённых солей или минералов. Это происходит в ситуации, когда вблизи естественных подземных резервуаров располагаются легкорастворимые горные породы.

Карта глубин артезианских скважин существует?

Поскольку артезианские воды относятся к ценным полезным ископаемым, геологические службы регионов ведут соответствующие исследования. В результате составляются гидрогеологические карты, на которых указывается ориентировочная глубина их залегания.

Но, в большинстве случаев, эти карты носят общеознакомительный характер, и точность отображаемых на них данных оставляет желать лучшего. Поэтому, для получения более или менее точной информации, рекомендуется напрямую обратиться в местное геологическое управление.

Что такое артезианские воды

Еще один пример самоизлива артезианских вод из напорного водоноса. Но не покупайтесь на прозрачность этой воды. Не факт что она питьевая!

В рамках гидрогеологии рассматривают такое, весьма интересное понятие, как артезианские воды. Этот термин применяют к запасам межпластовых напорных вод. Другими словами подземные воды, которые залегают между водоупорными (водонепроницаемыми) пластами и находятся под напором (избыточным давление) являются артезианскими. Прочие уточнения к понятию артезианские воды не применяются.

Артезианские подземные воды могут залегать на различных типах водоносов и на разных глубинах. Ключевым критерием для причисления подземных вод к данной разновидности является их напорный характер.

Таким образом, нужно понимать, что эти воды могут быть как свободными от примесей, так и содержать химические элементы и их соединения, которые исключают использование данной воды не только для питья, но и для хозяйственных нужд. Нередко артезианские воды оказываются настолько богаты разными примесями, что их относят в разряд промышленных вод. Другими словами с экономической точки зрения добыча этих вод и выделение из них химических элементов в промышленных масштабах является целесообразным процессом.

По данным исследований шестидесятых годов 20 века на территории центральной России на глубинах больше 300 метров достаточно много залежей промышленных артезианских вод.