Устройство артезианской скважины: плюсы и минусы, документальное оформление, виды и работы по бурению

Для решения проблемы с водоснабжением при отсутствии магистрального водопровода используются артезианские скважины. Это гидротехническое сооружение не требует больших затрат, а в дальнейшем избавляет от расходов на воду для питья и бытовых нужд. В сравнении с традиционными колодцами они отличаются в лучшую сторону.

Что обозначает термин артезианская скважина

Артезианская скважина – это глубоко пробуренное отверстие в земле, достигающее артезианского слоя, из которого самопроизвольно вырывается поток чистой, с минимальным количеством вредных примесей, воды. В таких условиях земля представляет собой естественный фильтр, впитывающий различные вещества из жидкости.

Плюсы и минусы

У этого вида источника есть свои преимущества и недостатки.

Основными достоинствами этого сооружения являются:

• Относительно высокая производительность – до 3 м³/ч. Большие объемы водоносного слоя между пластами известняка являются гарантией непрерывного поступления жидкости на поверхность. Повышенное давление на глубине обеспечивает стабильную водоотдачу даже при длительном заборе воды в больших объемах, ее запасы практически не ограничены. Производительность не зависит от времени года и климатических изменений, в отличие от других видов источников.
• Качество воды соответствует самым высоким требованиям. Находящаяся глубоко от поверхности земли, она надежно защищена толстым слоем грунта от загрязнения, в том числе промышленными отходами, пестицидами, талыми водами, продуктами жизнедеятельности. Это делает скважину источником биологически и химически чистой воды.
• Продолжительный период эксплуатации. В зависимости от того, какая использовалась технология бурения и конструкция, срок службы скважины может составлять от 30 до 50 лет. Срок службы такого сооружения также зависит от особенностей водоносного слоя.
• Проводить буровые работы можно в любое время года.
• Есть возможность распределить стоимость источника питьевой воды между несколькими хозяйствами, которые могут пользоваться им одновременно.
• Повышается стоимость участка при продаже.

К отрицательным сторонам этого типа источников можно отнести:

• Повышенное содержание минералов в жидкости. Чрезмерная насыщенность солями железа, фтора и марганца отрицательно сказывается на здоровье человека, может привести к развитию различных заболеваний. Высокая жесткость такой воды обуславливается наличием известняка. Для очистки жидкости во время обустройства источника устанавливаются специальные фильтры.
• Большие затраты на согласование и получение лицензии на организацию работ, бурение и обустройство. Необходимо разработать проектную документацию, пригласить исполнителей со специальным оборудованием. Материалы, используемые при работах, также составляют немалую часть расходов. Если напор естественного водяного потока недостаточно сильный, устанавливается насосное оборудование. Учитывая сложность работ, выполнить ее своими руками не представляется возможным.

На какую глубину бурят артезианскую скважину

Глубина бурения варьируется от 35 до 250 метров.

Глубина бурения для устройства такого вида скважины может составлять от 35 до 250 м, от этих значений зависит стоимость работ. Существуют специальные карты, но точную глубину залегания слоя и качество воды может определить только геологоразведка. Если есть необходимость, то может быть проведено пробное бурение и взята проба для лабораторного анализа. Большое значение имеют рельеф и особенности местности. Даже в пределах одного земельного участка глубина залегания линзы может быть разной.

Как определить место под будущую скважину

Во избежание возникновения в будущем проблем с эксплуатацией место бурения скважины должно отвечать следующим требованиям:

• возможность подъезда автотранспорта к объекту, где проводятся работы;
• должна быть выделена специальная зона, где будут размещаться установка для бурения и различное оборудование;
• если по плану работ предусмотрено бурение с промывкой, то следует предусмотреть возможность для отвода использованной жидкости;
• расстояние от скважины до места ввода должно быть минимальным, это сократит объем земляных работ и длину водопровода, будет способствовать снижению стоимости объекта;
• участок, на котором предусматривается проведение работ, должен быть ровным, площадью не меньше 48 м² (примерно 12х4 м);
• место для бурения должно быть ограждено;
• на объекте, где проводятся работы, и вокруг него на расстоянии до 2 м не должно быть электрических проводов.

Рекомендуется проконсультироваться со специалистами, которые будут заниматься бурением. Они помогут выбрать оптимальный вариант.

Виды конструкций

Обустройство скважины может быть:

• Классическим. Применяется одна металлическая труба, которая необходима для обсадки, а в дальнейшем используется в качестве эксплуатационной. При бурении таких скважин можно отказаться от дополнительных обсадных элементов, если в известняковом слое отсутствуют прослойки глины или песка. До известняка применяется водовод, а на завершающем участке необходимости в нем нет, т.к. вероятность деформации там низкая. Наиболее используемый диаметр труб – 133 или 159 мм. При такой схеме вода поднимается примерно до середины скважины, а насос устанавливается на ее конце.

• С двойной обсадной трубой. При таком способе применяются 2 обсадных элемента в прослойках с сухими известняковыми залежами. Металлическая колонна доводится до водоносного горизонта, внутри нее пропускается пластиковая труба меньшего диаметра, которая проходит через известняковые породы до линзы. Эта конструкция используется, когда на верхних уровнях обнаруживаются прослойки глины.
• С использованием кондуктора. Если в верхних слоях почвы обнаружены плывуны, то для защиты от них перед обсадным элементом устанавливается насадка из трубы большего диаметра. Такое конструктивное решение позволяет оградить скважину от чрезмерного давления.
• С телескопическим устройством. Так называются конструкции с использованием двух и более обсадных звеньев, которые устанавливаются в случае нестабильности грунта выше известняковых слоев. Сначала в пробуренное отверстие опускается металлический водовод самого большого диаметра, достигающий слоя валунов. Через него пропускается следующая обсадная часть меньшего диаметра. При обнаружении глиняных прослоек вставляют пластиковую трубу, достигающую линзы.

Документальное оформление

Согласно действующему законодательству РФ, для бурения артезианских скважин необходимо специальное разрешение. Чтобы получить лицензию, следует представить документы на собственность или арендный договор. Действия по получению разрешения выполняются в таком порядке:

• Подготавливается вся требуемая документация: о праве на собственность и земельные планы – генеральный, кадастровый и ситуационный.
• Выполняется подсчет предполагаемого потребления воды, который согласовывается с комитетом по водным ресурсам.
• Получается согласие Роспотребнадзора на обустройство санитарной зоны на месте бурения.
• Оформляется разрешение Центра государственного мониторинга состояния недр на выполнение проектных работ.
• Весь собранный пакет документов представляется в Департамент по недропользованию, ответственный за выдачу лицензий.
• После получения разрешения заключается договор с проектной организацией.
• По завершении обустройства артезианского источника следует поставить скважину на учет. После изучения документации присваивается индивидуальный номер Государственного водного кадастра.

Чтобы пробурить артезианскую скважину необходимо добиться специального разрешения.

Пользоваться скважиной разрешается только после выполнения всех этих процедур.

Перечень работ по бурению

В связи со сложностью работ по устройству артезианского источника необходимо пользоваться услугами организаций, располагающих специальной техникой. До начала бурения следует провести геологические работы, которые в будущем помогут избежать загрязнения водоносного горизонта.

В число необходимого оборудования входят:

Технология выполнения работ предусматривает следующую последовательность:

• При помощи буровой вышки, установленной на подготовленной площадке, бур погружается в почву до тех пор, пока не достигнет водоупорного слоя.
• Выполняется обсадка и проверяется ее целостность.
• Монтируются насосы для откачки, производится наладка электрооборудования и электропроводки.
• Мутная жидкость выкачивается при помощи насосного оборудования, в результате этого жила заполняется чистой водой.
• Прокладывается водопровод к точкам потребителя.
• Проводятся теплоизоляционные работы на наружных элементах.
• Оформляется внешний вид источника.

По завершении работ по бурению и обустройству выдается паспорт. Разрешение на использование в качестве источника питьевой воды необходимо получить в Санэпидемслужбе после лабораторного анализа.

Обязательным требованием является устройство огороженной санитарной зоны на расстоянии 30 м. Не допускается наличие в этой зоне кустарников, деревьев и строений.

Рекомендации и правила эксплуатации

Соблюдение правил эксплуатации является гарантией долговременного пользования как скважиной, так и оборудованием:

Требуется регулярная проверка фильтров и замена их по необходимости.

• необходимо регулярно проверять фильтры и заменять их при необходимости;
• ежегодно проводить лабораторный анализ воды, в случае изменения состава принимать меры по очистке скважины и приведению в норму фильтрующих элементов;
• при возникновении сбоев в работе оборудования не рекомендуется исправлять их самостоятельно, следует обратиться в специальные организации;
• при снижении производительности скважины, ослаблении напора воды необходимо вызывать бригаду специалистов для ремонта.

Калькуляторы для расчета

Стоимость всех выполняемых работ и используемых материалов при обустройстве водозабора зависит от многих факторов:

• глубина залегания артезианского слоя воды на данном участке земли;
• сложность выбранной конструкции;
• применяемая методика бурения и количество используемой спецтехники и оборудования;
• мощность устанавливаемого насосного и электрического оборудования;
• количество труб и других материалов, зависящие от длины прокладываемого до потребителя водопровода;
• внешнее обустройство источника.

Традиционно при предварительном подсчете стоимости предстоящих работ за единицу измерения берется 1 погонный метр проходки. Цена такой единицы может составить от 2000 до 4000 руб. Полная сметная стоимость по обустройству источника питьевой воды может варьироваться в пределах 150000-300000 руб.

Для самостоятельного подсчета примерной стоимости скважины можно воспользоваться онлайн-калькулятором. В него нужно ввести исходные технические данные. При этом земляные работы и стоимость магистрали от источника к потребителю в расчет не берутся.

Артезианская вода

Вода, которая находится в подпочвенном слое между двумя слоями пород, которые не пропускают воду через себя, называется Артезианской. Латинское название французской провинции Артуа – Артезиум (Artesium), в этой провинции такие воды использовались с 12 века. Собственно поэтому этот тип природной воды получил общепринятое название — Артезианские воды. Особенность артезианской воды в том, что толща земли создает избыточное давление, позволяющее получать доступ к этим водам без использования насосного оборудования. Грунтовые воды из скважин получают с обязательным использованием насосов, а артезианские воды называют напорными. В случае устройства артезианской скважины необходимо обязательное согласование и регистрация скважины, поскольку вода в недрах считается национальным достоянием государства.

Глубина и места залегания артезианской воды

Пласт артезианской воды залегает в пределах одной геологической структуры, впадины, флексуры – двойном зигзагообразном изгибе геологических слоев, или мульды – копытообразном изгибе геологических пород. После того, как скважина или шурф, проходящие сквозь водонепроницаемый слой породы до артезианских резервуаров готовы, уровень воды поднимается внутри скважины или шурфа выше кровле водоносного пласта. Иногда вода из скважины бьет из-под земли с большим давлением, образуя фонтаны. Залегают источники артезианского типа чаще всего на глубинах от 100 до 1000 м. Основной питающий скважину источник может находиться как в 100 метрах и в нескольких десятках или даже сотнях километров, ограниченный пластами водонепроницаемых слоев.

Необходимо понимать, что вопрос терминов всегда спорный. Считается, что грунтовые воды, условно подразделяются на поверхностные и глубинные. Также считается, что воды, находящиеся на глубинах залегания до 30 метров от поверхности, чаще всего именно поверхностные, глубже преимущественно глубинные воды. По химическому составу поверхностные воды имеют большее содержание органических примесей, растворенного кислорода и меньшее содержание солей щелочноземельных и тяжелых металлов в отличии от глубинных грунтовых вод. Глубинным грунтовым водам в большей степени свойственны большая концентрация солей и меньшее содержание растворенного кислорода и органических примесей, могут присутствовать сероводород и примеси других химических неорганических веществ, типа радона, соединений бора, фтора и т.п. По своему химическому составу артезианские воды ближе к глубинным грунтовым водам, так как практически не содержат растворенного кислорода и органических веществ. Располагаются источники артезианского типа на глубинах от ста метров до одного километра. Напорные артезианские водоносные слои могут находится под несколькими водоносными слоями. Довольно известны скважины, подающие на поверхность воду с пятнадцатого или даже двадцатого водоносного горизонта.

Химический состав артезианских вод

Химический состав артезианской воды напрямую зависит от химического состава ограничивающих его слоев. Можно сказать, что ученые по составу воды судят о геологических процессах, происходящих на планете в период формирования данного геологического слоя. Если упростить, то все артезианские воды имеют в своем составе железо, марганец, фтор, магний, кальций, натрий, калий. Это вполне соответствует составу земной коры на планете. Приписываемый обывателями сбалансированный по минеральному содержимому химический состав артезианской воды не имеет ничего общего с реальной картиной. На практике ситуация, когда артезианская вода содержит низкие концентрации растворенных загрязнителей очень редка, скорее является теоретической и является явным исключением из правил. Если нет серьезного превышения наиболее часто встречающихся химических веществ, то, скорее всего, почти гарантированно имеются превышения по более редким загрязнителям.

Артезианской воды, соответствующей по составу растворенных веществ нормам, рекомендованным Всемирной Организации Здравоохранения не встречается вообще. Такая вода перенасыщена солями магния, кальция, железа, фтора, марганца и может давать осадок. Химический состав артезианской воды не изменяется многие годы, он не зависит от климатических изменений, паводков и осадков, а запасов воды хватает обычно на пятьдесят и более лет. Поэтому подобрать систему водоподготовки и настроить технологический процесс фильтрации при профессиональном проектировании достаточно просто. И вот в случае очистки артезианской воды, эта вода является надёжным и стабильным источников живительной влаги, используемой на нужды человека.

С точки зрения природопользования артезианская вода является стратегическим запасом государства.

Кроме рекомендаций ВОЗ, в Российской Федерации существуют собственные нормы по химическому составу и регламентированы они нормами СанПиН. Артезианская вода обычно серьезно превышает нормы СанПиН по солевому составу. Нормы по содержанию железа в воде – 0,3 мг/л, показатель жесткости воды 7 мг-экв/л, марганец – 0,1 мг/л., фтор 0,7-1,5 мг/л. Обычно эти нормы, как и нормы по другим, более редким примесям значительно превышены и именно от них необходимо воду очищать, для получения воды питьевого качества.

От чего зависит состав артезианской воды

Как указывалось выше, состав артезианской воды зависит только от состава геологических пластов земной коры, между которыми находится данный водоносный слой и безусловно от времени залегания воды в этих слоях, которое составляет миллионы и миллионы лет. На состав грунтовых вод оказывает серьезное влияние осадки и паводки, экологическое загрязнение вызванное деятельностью человека – загрязнения стоковых вод промышленными предприятиями, использование сельскохозяйственных удобрения и т.п. Состав глубинных грунтовых вод меньше склонен к изменениям, а состав поверхностных грунтовых вод подвержен изменениям в течение короткого времени, артезианские воды же практически не изменяются по составу растворенных примесей весь срок службы скважины.

Лаборатория исследования воды компании Гейзер

Распространенность железа в земной коре составляет 4,65%, и если железосодержащие минералы входят в состав водоупорных слоев, ограничивающих артезианский водоносный горизонт, вода насыщается ионами железа. Карбонатные породы, имеющие осадочное происхождение и состоящие преимущественно из кальцита и арагонита — скелетных останков живых организмов насыщают воду ионами кальция и магния и обычно в концентрациях в 2 и более превышающих норматив. То же самое происходит с ионами марганца, кальция, магния, кремния, фосфора, серы в значительном количестве, содержащихся в земной коре и насыщающих воду своими ионами. Земная кора неоднородна по своему составу, и химический состав артезианской воды также неоднороден. При использовании артезианского источника воды, в первую очередь необходим глубокий химический анализ ее состава, которые не должен ограничиваться проведением исследований на самые распространенные примеси. Только в этом случае можно получить точную картину состава воды и определить методы фильтрации, которые позволят наилучшим способом очистить воду до необходимых требований и гигиенических санитарных норм.

Польза артезианской воды

Большинство обывателей искренне считают артезианскую воду одной из самых чистых и полезных природных вод. Частично это соответствует истине, ведь на такой глубине практически отсутствуют микроорганизмы, нет органических примесей – источников питания для бактерий, вирусов и простейших. Как следствие отсутствует опасность бактериального или вирусного заражения инерциальными болезнями. Однако обилие химических веществ в растворенном виде, зачастую в концентрациях значительно превышающих рекомендованные значения для питьевых и технических вод, не позволяет употреблять воду сразу после извлечения из скважины. А вот что действительно имеет место быть, так это тот факт, что очистить артезианскую воду по многим параметрам гораздо легче и проще чем природную воду из открытых источников или грунтовую воду. После подобной подготовки артезианская вода действительно становится вкусной, полезной для здоровья и чистой.

Вода, употребляемая живыми организмами для питьевых целей, должна быть сбалансирована по составу минеральных микроэлементов. Их достаточное количество обеспечивает отсутствие в организме недостатков строительного материала для формирования скелета, поддержания минерального состава крови и лимфы, нормального формирования гормонов и ферментов.

В артезианской воде, несмотря на достаточно большое количество минеральных примесей, отсутствуют вещества, которые попадают в природную воду вследствие негативного воздействия человека на природу. Это используемые сельскохозяйственные удобрения и промышленные стоки и канализационные стоки населенных пунктов. Отсутствуют также кислые кислоты почв, органические примеси. Кроме того, эксплуатация артезианской напорной воды требует значительно меньше усилий, поскольку в отличие от грунтовых вод, она самопроизвольно поднимается на поверхность, подъем грунтовых вод с водоносных не напорных горизонтов приходится осуществлять с использованием насосных станций.

Среди артезианских скважин встречаются такие, в которых уровень минерализации изначально соответствует гигиеническим требованиям СанПиН и рекомендациям ВОЗ, в этих случаях вода вообще не подвергается никакой очистки кроме удаления механических примесей.

Способы применения

Применяется вода из артезианских скважин для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд человека, в промышленных целях. По большому счету артезианская вода использоваться точно также как любая другая природная вода, которая используется человеком. Коттеджные поселки, в большом количестве появляющиеся рядом с большими городами, часто занимаются устроением собственной артезианской скважины, обеспечивающей водой сразу весь поселок, причем обычно водоподготовку подобной воды осуществляют сами жители в индивидуальном порядке. Промышленные предприятия, в производственный цикл которых обязательно должна входить вода с определенными характеристиками, особенно предприятия, находящиеся вдали от государственных магистралей водопроводной воды зачастую также используют артезианскую воду. В таких случаях особенно ценен факт того, что нет необходимости в насосных станциях и водоподготовка ограничена удалением ионов тяжелых и щелочноземельных металлов. Причем для ряда предприятий главенствующим является не наличие минеральных примесей, а отсутствие органических, тогда себестоимость воды для нужд производства значительно снижается. Также артезианская вода часто используется для обеспечения городской магистрали в городах, находящихся на значительном удалении от основных магистралей. К примеру, в Сибири и на дальнем востоке часто для питания городов и малых населенных пунктов широко используют артезианские скважины. Один из подмосковных городов — Зеленоград, до сих пор использует преимущественно артезианскую воду для обеспечения потребностей города. Обустройство артезианской скважины ограничено для применения частыми землевладельцами, поскольку стоимость бурения довольно высоко, и требуется получения разрешения и обязательна регистрация подобных сооружений. Однако при большом желании, отсутствии более доступных способов получения воды (сильном локальном загрязнение грунтовых вод, отсутствии доступа к государственным магистралям и т.п.) и наличии материальных ресурсов это вполне возможный вариант.

Недостатки артезианской воды

К недостаткам использования артезианской воды, кроме особенностей ее извлечения можно отнести сильную насыщенность этих вод солями. Это не удивительно, поскольку артезианские воды находятся в слоях, которым миллионы лет, а за эти сроки вода обязательно сильно насыщается содержимым водоупорных слоев. Именно поэтому к извлеченной артезианской воде практически всегда необходимо применять методы очистки от солей щелочноземельных и тяжелых металлов.

Подбор методов очистки артезианской воды должен только специалист, имеющий достаточный практический опыт реализации подобных проектов. Инженер проанализирует содержимое примесей в данной воде и подберет методы очистки, и оптимально необходимое оборудование по надежности, производительности, стоимости закупа оборудования и фильтрующих средств и стоимости последующей эксплуатации. Зачастую характеристики примесей таковы, что необходимо использовать несколько ступеней очистки. Особенно это касается ситуаций, когда в воде помимо общераспространенных загрязнений, присутствуют редкие трудно извлекаемые примеси. В таких случаях приходится использовать несколько ступеней очистки, каждая из которых будет постепенно уменьшать концентрацию трудно удаляемых примесей до допустимых концентраций по требованиям СанПиН.

Практически всегда необходимо удаление железа и марганца и умягчение, использование которых позволяет избавится от избытков ионов тяжелых металлов, а также кальция и магния, что предотвратит появление накипи и осадка а также ржавых подтеков.

Обустройство артезианских скважин и проектирование и монтаж системы водоподготовки на них требует немалых финансовых затрат, как и затрат на последующее обслуживание и чистку.

Вода требует периодического контроля специалистов, несмотря на тот факт, что артезианская вода обычно мало меняется по составу, этот вопрос требует постоянного контроля, поскольку вода используется потребителем.

Чистота артезианской воды не вызывает сомнений, ведь она не подвержена влиянию экологической ситуации в регионе и загрязнениям микроорганизмами. Однако необходимо помнить о необходимости очищать воду, чтобы не возникли проблемы связанные с излишней концентрацией химических веществ.

В Алтайском крае много лет использовалась преимущественно артезианская вода для питьевых и технических нужд населения, и как следствие у населения края повышенная заболеваемость различного рода заболеваниями костного аппарата, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний почек и печени.

Второй пример, массовые заболевания населения в подмосковном Зеленограде. Особенно много было заболеваний мочеполовой системы у детей и подростков. Изначально считали, что эти заболевания имеют инфекционную природу. Позже определили, что виной служат сбросы предприятий и лабораторий микроэлектроники, которых несколько в Зеленограде. И только спустя четыре десятка лет выявлена настоящая причина – использование артезианской воды для водоснабжения города. Вода, этого плохо изученного подземного месторождения артезианской воды, содержит ранее не выявленные высокие концентрации ионов стронция, бария, лития и бора. Концентрации этих веществ во много раз превышающая требования российского СанПиН. Эти химические вещества не входят в стандартный анализ исследований воды, но именно их воздействие на организм человека привело к таким массовым и плохо объясняемым заболеваниям. Никто из специалистов не проводил селективный анализ на такие редкие вещества, и как только водоснабжение города перешло на использование очищенной поверхностной воды, ситуация с заболеваемостью детей и подростков значительно исправилась.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!