Артезианская скважина

Артезианская скважина считается лучшим источником водоснабжения. Она обеспечивает непрерывную подачу чистой воды и при установке единственной точки снабжения.

Что такое артезианская скважина

Скважиной артезианского типа называют вертикальную буровую шахту, пролегающую от поверхности земли к водоносному горизонту известнякового слоя, где вода находится под давлением. Эта область заключена между 2 непроницаемыми геологическими пластами.

Впервые напорную скважину пробурили в XII в. на территории области Артуа в северо-восточной части Франции, в честь которой подобные сооружения начали называть артезианскими.

Однако позже это понятие стали применять только по отношению к шахтам, пролегающим к гигантским скоплениям вод в районах отрицательных геологических структур (впадин, прогибов и пр.).

Особенности источника водоснабжения

Основной особенностью артезианского источника является высокое гидростатическое давление в водоносном горизонте, обеспечивающее быстрый и непрерывный выход воды через шахту на поверхность.

Поставляемая жидкость характеризуется высокой степенью минерализации и чистотой, что делает ее пригодной к ежедневному употреблению. Это то, чем она отличается от обычной.

Принцип действия

Артезианские воды заключены между 2 водоупорными слоями и находятся в сжатом состоянии, в результате чего испытывают избыточное гидростатическое давление.

При вскрытии водоносного горизонта жидкость естественным образом поднимается по шахте и выходит на поверхность земли. Напор на восходящий поток сохраняется за счет непрерывного поступления воды в бассейн в области водозабора.

Во многих районах строительство большого количества скважин привело к снижению напора в артезианских системах, поэтому шахты оснащают насосами.

Необходимая глубина

Поскольку артезианский бассейн располагается в чашеобразных геологических структурах, в его пределах водоносные горизонты залегают на разных глубинах. Поэтому высота шахт отличается в зависимости от выбранного места бурения, но в большинстве случаев составляет от 100 до 1000 м.

Качество воды в скважине

Артезианская вода считается наиболее чистой, поскольку проходит под напором через пористые породы, выполняющие роль естественных фильтров. Это позволяет удалить потенциально вредные примеси и обогатить источник полезными макроэлементами.

Степень минерализации жидкости повышается по мере наращивания глубины. В нижних пластах концентрация солей достигает 260 г/л, а в поверхностных – текут пресные воды.

Преимущества и недостатки

Скважины артезианского типа имеют плюсы и минусы.

К основным преимуществам такого источника водоснабжения относятся:

1. Высокая производительность. В отличие от песчаных, водоотдача артезианской шахты в среднем составляет 1–3 м³/ч, что эквивалентно 15–50 л в минуту. Таким образом, она обеспечивает водой небольшой коттедж.
2. Непрерывная подача жидкости. При оборудовании 3–5 точек водоснабжения высокий напор сохраняется и не зависит от продолжительности работы насосного оборудования.
3. Работоспособность в течение всего года. Наполненность глубоких пластов не зависит от температуры атмосферы, количества осадков, погодных условий.
4. Безопасный химический состав жидкости. Вода, извлекаемая из глубоких подземных слоев, не содержит загрязнителей: промышленных отходов и болезнетворных микроорганизмов. При этом она включает высокие концентрации таких полезных минералов, как магний, кальций, железо.

Артезианские источники имеют и недостатки, основным из которых считается необходимость установки водоочистного оборудования. Это нужно сделать, чтобы снизить концентрацию 2-валентного железа, выпадающего в осадок при взаимодействии с кислородом.

Особенности эксплуатации

Качественно оборудованные и правильно эксплуатируемые артезианские скважины очень надежны и способны работать в течение 40–50 лет. Однако срок их службы варьируется в зависимости от глубины залегания: чем больше протяженность шахты, тем дольше она работает. Неглубокие источники быстро заиливаются и нуждаются в ремонте каждые 7–10 лет.

Конструктивные разновидности артезианских скважин

Существует несколько конструктивных типов артезианских скважин.

Классическая

При обустройстве классической скважины обсадная металлическая труба прокладывается до начала водоносного известнякового слоя. В толщу породы она не входит, т.к. на этом участке шахты вероятность механической деформации или обрушения минимальна.

Под напором вода поднимается выше слоя известняка, поэтому насос устанавливают в конце обсадной трубы.

Классическая конструкция применяется в районах с благоприятной геологической обстановкой, где отсутствуют водопроницаемые прослойки песка и глины. В таких местах порода прочная и однородная.

С кондуктором

Эта конструкция применяется в том случае, если верхние слои грунта разнородны и подвижны. Металлическая труба прокладывается по классической технологии, однако в верхней части монтируется кондуктор – опоясывающая колонна с большим сечением. Такая надстройка принимает на себя основную нагрузку, порождаемую сдвигами почвенных слоев.

С двумя колоннами

При слабом напоре вода не поднимается выше слоя известняка, поэтому насос устанавливают в толще породы. Чтобы защитить оборудование от нагрузки, возникающей вследствие сдвигов грунта, его помещают внутрь пластиковой обсадочной колонны. Она проходит сквозь основную трубу, затем минует известняковый слой и достигает водоносной линзы.

Телескопическая

Если выше известнякового слоя есть нестабильные породы, осложняющие бурение, то устанавливается телескопическая конструкция.

Монтируют несколько обсадных колонн с разным сечением. Сначала прокладывают металлическую трубу с максимальным диаметром, оканчивающуюся у нижней границы нестабильного слоя. Через нее пропускают вторую колонну, которая достигает водоносного горизонта.

Если в толще известняка есть прослойки песка и глины, то через слой породы прокладывают третью конструкцию. Такой механизм напоминает телескопическую удочку с несколькими коленами.

Какой тип скважины лучше выбирать и на чем основываться

Определение разновидности скважины зависит от состава подземных пород. Решение о необходимости установки той или иной конструкции принимается только после тщательного геологического обследования и пробных бурильных работ.

Описание технологии бурения

Существует несколько технологий бурения скважин на воду. В 90% случаев применяются станки, оснащенные породоразрушающим шарошечным долотом.

Установленные на них бурильные штанги передают крутящий момент от вращателя на инструмент, инициируя его круговое движение. Рабочую часть прижимают к забою и вскрывают продуктивные пласты земли.

Станки также оснащены устройствами, наполненными специальными растворами. Жидкость посредством насоса подается в буровые трубы и поступает на забой. Она вымывает разрушенную породу и поднимает на поверхность. Затем раствор поступает в отстойник, оставляя в нем фрагменты грунта.

Буровые станки вращательного типа производят на базе грузовых автомобилей, например ЗИЛ-131 или УРАЛ. Если техника не может заехать на место бурения, то используют переносные малогабаритные установки.

Параметры

Основным параметром, влияющим на эксплуатационные характеристики оборудования, является глубина залегания водоносного горизонта. Также важны размер сечения колонн и способ бурения, от которых зависят производительность скважины и конечная стоимость работ.

Факторы, влияющие на стоимость

Бурение артезианской скважины является недешевым мероприятием, стоимость которого зависит одновременно от нескольких факторов:

• глубины шахты и, как следствие, характеристик используемой техники;
• количества точек водоснабжения;
• качества оборудования и материалов;
• способа обвязки колонны.

Обустройство скважины

По завершении процесса бурения шахту обустраивают одним из 3 способов:

1. Установкой летнего водопровода. После монтажа колонны система водоснабжения подключается к оголовку. Это самый недорогой метод, который требует минимального количества оборудования.
2. Обвязкой адаптером. В этом случае перед бурильными работами формируют приямок – небольшой котлован, обеспечивающий расположение водопровода ниже уровня промерзания грунта. После установки колонны монтируют съемный адаптер и подключают систему водоснабжения. Водопровод подводят к дому, внутри которого заранее устанавливают автоматическую систему управления. Такой способ применяют, если насос расположен на глубине менее 60 м.
3. Обвязкой с кессоном. В этом случае также выкапывают приямок, в который устанавливают герметичную камеру. В кессоне располагают необходимое оборудование, включая гидроаккумулятор и автоматические приборы. Такой метод обеспечивает защиту механизма от замерзания зимой и экономию пространства в жилом помещении.

Советы и правила эксплуатации артезианских скважин

Чтобы колонна и установленное оборудование сохраняло работоспособность в течение всего периода эксплуатации, нужно строго следовать ГОСТам и инструкции по обслуживанию шахты.

Для продления срока службы скважины рекомендуется выполнять следующие мероприятия:

• регулярно проверять состояние фильтров и при необходимости заменять их;
• ежегодно проводить анализ воды и в случае ухудшения качества обновлять очистные сооружения;
• при возникновении любых неисправностей обращаться за помощью специалистов.

Какие документы необходимы для оформления

Артезианские источники поставлены на учет в качестве ценных природных ресурсов и относятся к категории объектов НВОС. Это значит, что в соответствии с законодательством бурение выполняется после получения лицензии.

Чтобы ее оформить, для физических лиц нужно подготовить пакет, включающий такие документы:

• свидетельство о праве собственности или договор аренды участка;
• заключение Роспотребнадзора, подтверждающее право проведения бурильных работ;
• расчет водопотребления, подписанный экспертом Федерального агентства защиты водных ресурсов;
• заключение геологической экспертизы;
• проектная резолюция, выданная специалистами службы мониторинга недр.

После проведения работ необходима постановка на кадастровый учет.

Стоимость артезианской скважины под ключ

Цена бурения и установки оборудования на своем участке рассчитывается за каждый погонный метр и составляет в среднем 3 тыс. К этой сумме нужно добавить стоимость оформления разрешительной документации, которая примерно равна 5 тыс.