Что такое водяная скважина: устройство и конструктивные особенности
Водяная скважина – это гидротехническое сооружение, предназначенное для автономного снабжения водой. Для частного домовладения наличие собственного источника воды позволяет обустроить на участке все блага цивилизации. От канализации и душа, до полива садово-огородных насаждений. На сегодня существует несколько типов скважин, различающихся своей глубиной и технологией бурения.
Устройство скважины для воды
От традиционных, шахтных колодцев, трубные отличаются своим диаметром и способом устройства. Если простые колодцы выкапываются при помощи ручного труда или землеройной техники, то водоносные скважины делаются методом бурения.
Конструктивные особенности
Конструктивно водяная скважина состоит из ствола, представляющего обсадную трубу, заглублённую до водоносных слоёв грунта. Снизу в стенках трубы проделываются отверстия для проникновения воды внутрь скважины. Снаружи отверстия затягиваются фильтрами во избежание попадания с током воды песка и иных механических загрязнителей.
Для извлечения воды на поверхность применяются различные водоподъёмные приспособления:
- Ручные насосы.
- Электрические погружные насосы.
- Электрические поверхностные насосы.
- Автоматизированные насосные станции.
Основные компоненты
Обустройство скважины после бурения подразумевает обсадку её трубами, с установленными сетчатыми фильтрами. После обсадки скважину следует прокачать, и после этого она считается введённой в эксплуатацию.
Общие особенности конструкции всех скважин приблизительно одинаковы. Схема скважины на воду выглядит так:
- Отверстие, пробуренное в грунте.
- Стенки отверстия укрепляются обсадными трубами. Одновременно они служат для предотвращения попадания в ствол скважины загрязнённой воды из верхних слоёв почвы – так называемой верховодки. Порой скважины, пробуренные в скальных породах, обходятся без обсадных труб.
- Забой, нижняя проперфорированная часть трубы, должен располагаться в толще водоносного горизонта. Это основной принцип работы скважины. Если забой не достигнет водоносного пласта, либо проскочит его, она не будет функционировать.
- В неглубоких скважинах, где велика вероятность попадания внутрь скважины песка, обязательно следует устанавливать фильтрующие приспособления. Обойтись без фильтра можно только при заборе воды из глубинных артезианских скважин. Фильтры бывают внешними, прикреплёнными снаружи обсадной трубы, либо внутренними, крепящимися непосредственно к водозаборному шлангу насоса.
- На верхнюю оконечность обсадных труб устанавливается защитный оголовок. Он предотвращает попадание в скважину осадков, а также грязи и пыли через верхнюю горловину.
Обсадная труба
Обсадные трубы изготавливают из стали или полимеров. При неглубоком расположении водоносного слоя в обустройстве скважины применяют одну трубу. Но, если длины одной трубы не хватает, чтобы достать до воды, приходится стыковать друг с другом несколько труб. Для этого на краях труб нарезают резьбу, и соединяют их с помощью муфт. Другой вариант соединения – при посредстве электросварки.
Если диаметр бура, используемого для пробивки скважины, не превышает диаметр обсадных труб, то использовать для стыковки муфты не рекомендуется. Выступая за габариты трубы, муфта будет создавать препятствия для её погружения.
По этой же причине не следует делать чрезмерно толстые швы при сварочном соединении. Оба варианта труб – полимерные и стальные, — имеют свои преимущества и свои недостатки. Так, пластик более устойчив к воздействию коррозии, а металл – более стоек к механическим нагрузкам.
Фильтрация
Для этого, начиная с нижнего торца, на протяжении полутора-двух метров, в ней делают небольшие отверстия. Диаметр их не должен превышать сантиметра, а расстояние между ними 2-3см. Сквозь данную перфорацию вода проникает внутрь трубы, откуда перекачивается наверх с помощью насоса.
Защитный фильтр надевается на перфорированную часть обсадной трубы. Он исполняет защитную роль, предотвращая попадание песка внутрь скважины вместе с водой. Изготавливается фильтр из мелкоячеистой сетки, натягиваемой на трубу.
При необходимости сетка наматывается в несколько слоёв. Также, вместо сетки можно использовать проволоку из не окисляющихся материалов. Её наматывают поверх перфорации плотными мотками. В некоторых случаях для очистки воды используются погружной фильтр, являющийся отдельным приспособлением, надеваемым на шланг водяного насоса.
Вывод и полезное видео
Скважина работает по довольно простому принципу. Грунтовая вода сквозь перфорацию и фильтры поступает в обсадную трубу и создаёт там столб определённой высоты. В этом смысле она играет роль накопительного резервуара. Отсюда она насосом перекачивается на поверхность. Для этого, в зависимости от глубины нахождения воды, применяется погружной, или поверхностный насос.
Также использование того или иного варианта насосного оборудования зависит от диаметра обсадной трубы.
Каждая скважина имеет показатель притока воды – дебит. Он исчисляется в кубометрах в час. При выборе насоса следует учитывать величину дебита. Перекачивающая мощность должна быть ниже величины притока грунтовой воды, иначе скважина будет осушена, и насос попросту сгорит.
Вам была полезна эта статья? Ставьте палец вверх!
Подпишитесь пожалуйста на КАНАЛ — это необходимо для его развития, и давайте общаться в комментариях!
Строительство скважины на воду: шаг первый – выбор водоносного пласта
В большинстве случаев выбор водоносного пласта определяется по соседским скважинам. Принцип таков: раз у соседа скважина добывает воду нормально, то надо действовать по аналогии. Такой подход не всегда себя оправдывает. Может получиться так, что нужный результат достигается с меньшими затратами времени и финансов. Рекомендуется обязательно обратиться к архивам, данным предыдущих скважин и геологическим картам. Может случиться так, что на вашем участке нет доступных источников воды или, наоборот, их несколько.
В принципе, вариантов всего три. Воду обычно добывают из песчаных или известняковых слоёв. Водозаборные скважины, пробуренные для добычи из этих пластов, имеют свои особенности.
Есть ещё возможность наладить водоснабжение из грунтовых вод.
О назначении воды
Сначала надо определить, для чего нужна вода на участке. Поясним: обычно различают три цели строительства собственных скважин. Первая – для полива, вторая – для питьевого водоснабжения. Есть ещё вариант, когда вода нужна и для полива и для питья. Такой вариант называется — вода хозяйственно-питьевого назначения.
Понятно, что всегда хочется иметь на участке чистую воду. Но иногда затраты на получение такой воды слишком велики. Имеются в виду установка фильтров очистки воды. В принципе, современные системы фильтрования способны любую воду довести до питьевых кондиций. При этом в воде не будет твёрдых фракций и частиц песка.
О грунтовых водах
Под понятием грунтовых вод подразумевают воду из самых верхних пластов. Источник грунтовых вод крайне нестабилен. Он зависит от уровня осадков и расположения близлежащих открытых водоёмов. Как правило, вода из такого источника плохого качества и непригодна для стабильного водоснабжения. Добывают такую воду из вырытых колодцев. Иногда строят скважины, называемые абиссинским колодцем или «иглой». Если на соседском участке имеются такие сооружения, то надо узнать всё о добываемой таким образом воде: глубину, дебит и качество. Не стоит верить словам. Проще отобрать пробу и сделать анализ. Чтобы обезопасить себя от возможного отравления или даже заражения надо регулярно делать не только химический, но и биологический анализ. Нужно это для того, чтобы постоянно отслеживать состав воды. По результатам анализов принимаются решения о замене фильтров, установке новых или модернизации существующих. Дело в том, что для разных видов загрязнений применяются свои фильтры.
О скважинах на песок
Если речь идёт о сезонном поливе – то песчаная скважина вполне удовлетворит эти запросы. Скважина, пробуренная на песок, обойдётся значительно дешевле. Может получиться так, что при этом не потребуется получение разрешения на бурение и дальнейшее оформление лицензии на добычу. Но надо знать, что срок службы таких скважин при правильной эксплуатации не будет превышать 5-6 лет. Причём в течении этих лет придётся несколько раз выполнять ремонт скважины. Полученная вода может не соответствовать питьевым характеристикам по химическому составу, скорее всего в ней будет присутствовать определённое количество твёрдых фракций. Кроме того, песчаные горизонты сообщаются с грунтовыми водами. Поэтому анализ воды на биологический состав надо проводить обязательно. Причём пробы для анализа придётся сдавать регулярно.
О скважинах на известняк
Вода, добытая из известняковых слоёв, будет однозначно чистой, без примесей. В процессе эксплуатации скважины может совсем не потребоваться проведение ремонта. Такие скважины чаще называют артезианскими. Срок их работы в два, а то и в три раза превышает долговечность песчаных скважин. Расположенные выше глинистые пласты надёжно изолируют водоносный горизонт. Отсутствует вероятность заражения. Кроме того, химический состав воды не меняется в течении всего срока эксплуатации. Один раз выбранные фильтры не придётся заменять на другой тип. Конечно, если с годами не появятся новые, более эффективные конструкции этих устройств.
Стоимость бурения таких скважин значительно превышает затраты на строительство скважин, добывающих воду из песчаных пластов. Да и обустройство обойдется не дешево.
В следующих «сериях»
Наводим справки о качестве воды
Выбираем способ бурения
Выбираем источник водоснабжения
Определяемся с обустройством скважины
Решаем когда проводить буровые работ
Пост интересен другу? Сделайте ссылку в соцсетях.
Особенности водоснабжения дома на базе артезианской скважины
Одно из главных условий комфортной жизни за городом – обеспечение коттеджа надёжным источником воды.
Мы уже рассказывали пользователям нашего сайта об основных аспектах выбора системы водоснабжения и отопления частного дома.
Несмотря на широкое распространение колодцев, большинство домовладельцев хотят иметь более стабильный источник питьевой воды — такой, как артезианская скважина.
Разобраться в особенностях такой системы водоснабжения дома помогут специалисты FORUMHOUSE!
Содержание
Из нашего материала вы узнаете:
- Каким требованиям должен соответствовать источник водоснабжения загородного дома;
- Что такое артезианская скважина;
- Какие бывают типы скважин;
- От чего зависит глубина артезианской скважины;
- Какие требования предъявляются к участку и месту под бурение артезианской скважины;
- Стоит ли бурить артезианскую скважину зимой;
- Что такое обсадная труба;
- Как подобрать насос для скважины;
- Что такое кессон и скважинный адаптер;
- С чего начинается выбор системы водоподготовки.
Выбираем источник водоснабжения для загородного дома
В отличие от городской квартиры с централизованной системой водоснабжения, для жизни за городом необходим собственный источник воды, и к нему предъявляются определённые требования.
Эксперт компании БИИКС (г. Москва) Дмитрий Поляшенко:
– Ключевой параметр комфортной жизни за городом – это постоянная, стабильная подача воды необходимого объёма каждый день.
Так же при выборе типа источника водоснабжения необходимо учесть, что надёжная работа таких важных систем загородного дома, как горячее водоснабжение, отопление и канализация зависит от эффективности и надёжности источника водоснабжения.
Заместитель технического директора компании «АкваБур» Евгений Касаткин:
– При отсутствии централизованной системы водоснабжения необходим источник воды, который не требует дополнительных затрат в течение всего периода его использования.
Есть четыре основных типа автономных источников водоснабжения:
- Колодец – представляет собой гидротехническое сооружение в виде установленных друг на друга бетонных колец, заглубленных в землю на глубину водоносного слоя. Колодцы получили широкое распространение из-за простоты и относительной дешевизны устройства. Среди главных недостатков колодца можно выделить: сезонное колебание уровня воды (нестабильный дебит) и высокую вероятность попадания в воду загрязняющих элементов, из сточных ям или септиков.
Дебит – это одна из главных характеристик источника водоснабжения загородного дома. Дебит показывает, какое максимальное количество воды источник сможет дать за условную единицу времени. Дебит обычно измеряется в м3/час или л/мин.
- Абиссинский колодец, или «игла». Абиссинка представляет собой трубу диаметром 1 дюйм, с фильтром на конце, которая забивается в землю ударной штангой на глубину до 15 метров. Для подачи воды используется поверхностный самовсасывающий насос. Данный тип насосов, в силу физических законов, не может поднять воду с глубины более 8 метров, что накладывает определённые ограничения на использование такого колодца.
- Песчаная скважина на воду («скважина на песок») – бурится шнеком в рыхлых и мягких грунтах, её глубина – до 50 м. Объём воды – дебит 0,5-1,0 м куб/час, что позволяет решать лишь основные потребности семьи из 2-3 человек. Наличие в водозаборной части песка разных фракций требует использования сетчатого фильтра. Мелкие частицы песка забивают фильтр, в результате колодец заиливается и нуждается в периодической прокачке и чистке. Уровень воды в песчаной линзе нестабилен, и скважина может пересохнуть.
Евгений Касаткин:
– Бурение «на песок» производится до ближайшего водоносного горизонта, располагающегося в песчаных грунтах на глубине 15-30 м. Дебит такой конструкции обычно не превышает 1 м3/час.
- Артезианская скважина бурится специальным долотом, способным пройти сквозь твёрдые породы.
- Артезианская вода находится в глубоко расположенных трещиноватых известняках. Мелких частиц в такой воде нет, поэтому, в отличие от песчаной, скважина на известняк не заиливается и не требует постоянной прокачки.
- Артезианская скважина не подвержена сезонным колебаниям уровня воды.
Дмитрий Поляшенко:
– Артезианская скважина конструктивно сложнее и дороже, чем «на песок». Но средний срок жизни глубинной скважины на известняк составляет 25-40 и более лет, а песчаной – только 5-7 лет.
Артезианская скважина круглый год имеет одинаково высокий и стабильный дебит, на который не влияют ни морозы, ни засуха.
Т.к. водоносный известняк отделён от поверхности толстым слоем водоупорной глины (который становится естественным фильтром), то вода в артезианской скважине надёжно защищена от любых природных и техногенных загрязнений.
Евгений Касаткин:
– Бурение артезианской скважины производится до известнякового водоносного горизонта.
Дебит артезианского колодца составляет от 2 до 25 м3/час.
Выбор источника водоснабжения загородного дома, в первую очередь, зависит от предполагаемых объёмов потребления воды, требований к её качеству и состава грунтов на участке.
Особенности и глубина бурения артезианской скважины
Глубина бурения скважины («на песок» или артезианской) зависит от типа выбранного водоносного горизонта. Средняя глубина залегания водоносных песков в Подмосковье колеблется от 10 до 45 м. Водоносный известняк можно встретить на глубинах от 20 до 250 м.
Евгений Касаткин:
– Для определения глубины бурения следует ориентироваться на данные геологического исследования.
Дмитрий Поляшенко:
– Водоносные пески расположены непредсказуемо. Это повышает риск разведочного (сухого) бурения, когда воду не находят, и приходится перебуривать.
Песчаные скважины следует разнести как можно дальше друг от друга, чтобы не понизить уровень воды.
В отличие от скважины «на песок», артезианскую скважину можно бурить в любой точке участка.
Но не рекомендуется располагать ее рядом с возможной проезжей частью и пешеходной зоной.
Если участок неровный, не стоит размещать ее в самом низком месте – т.к. весной, при таянии снега, может быть затруднён доступ к люку кессона.
Именно поэтому выбирать место для артезианской скважины лучше всего ещё на стадии проектирования дома.
Также необходимо заранее распланировать местоположение хозяйственных построек, канализации, водоотведения и дренажа относительно будущего источника водоснабжения. Подобный подход позволяет оптимизировать его расположение на участке, а значит, и сократить затраты на обустройство артезианской скважины.
Сокращение длины трубопровода от скважины к точкам водоразбора уменьшит объем и стоимость используемых материалов, земляных и монтажных работ.
В случае, если артезианская скважина бурится на обустроенном участке, с уже возведённым домом, следует заранее выбрать место под бурение и обеспечить свободный проезд буровой установки к месту работ.
Дмитрий Поляшенко:
– Скважина на воду бурится только на открытом месте, на расстоянии не менее 3 метра к ближайшему строению. Для обслуживания и ремонта необходимо иметь свободный проезд буровой машины к ней и доступ к оголовку. Это сложно осуществить, если участок плотно застроен или на нем растет много деревьев. Иногда даже приходится временно снимать секции забора.
Общие требования к технической площадке под бурение артезианской скважины таковы:
- для бурения необходима свободная площадка размером 4х12 м;
- въездные ворота – шириной не меньше 3 м;
- уклон поверхности участка не должен превышать 15 град.;
- высота буровой мачты – 10 м, поэтому необходимо заранее проверить, не будут ли задеты ветки или провода электроснабжения;
- скважина должна располагаться не ближе 3 м от дома, в 50-100 м от выгребных ям и свалок.
Евгений Касаткин:
– Необходима техническая площадка – для въезда и установки техники. Необходимо заранее убедится в том, что в месте предполагаемого бурения отсутствуют подземные коммуникации, которые могут быть повреждены во время проведения работ и проезда тяжёлой техники.
Застройщи задумываются о том, чтобы пробурить артезианскую скважину зимой, но они не знают, даёт ли это какие-либо преимущества.
Дмитрий Поляшенко:
– Бурение скважины зимой имеет свои преимущества – нет больших очередей на буровые бригады. Промерзшая земля на участке гарантированно выдержит вес тяжёлой буровой установки, а колеса грузовиков не разобьют верхний слой почвы. Единственное ограничение – работы не ведутся при морозе ниже -15 С. Т.к. бурение на известняк производится с промывкой, вода замерзает, что затрудняет работу.
Обустройство артезианской скважины
Бурение артезианской скважины – это высокотехнологичный метод обеспечения водой загородного дома.
Важным элементом артезианской скважины является обсадная труба.
Евгений Касаткин:
– Обсадная труба – это конструкция, которая не даёт стенкам обрушиться. В зависимости от геологии, используются либо металлические, либо пластиковые обсадные трубы.
Дмитрий Поляшенко:
– Обсадная труба выполняет сразу несколько важных функций:
- укрепляет стенки;
- перекрывает промежуточные водоносные слои;
- защищает скважину от попадания поверхностных и грунтовых вод.
Чаще всего обсадная труба изготавливается из стали. Самый распространённый тип – шовная стальная труба. Более надёжны, но и более дороги, бесшовные стальные трубы.
Для продления срока службы скважины внутрь стальной обсадной трубы вставляют пластиковую трубу (эксплуатационная колонна) из ПНД или ПВХ. Если через 30-40 лет в стальной обсадной трубе появится коррозионная трещина или свищ, пластик защитит артезианскую воду от загрязнений.
В прочных скальных грунтах, где нет подвижек пластов, на небольших и средних глубинах можно использовать толстостенные пластиковые обсадные трубы. Но в непрочных грунтах пластиковая труба с большой вероятностью будет смята или разорвана, в результате теряется и скважина, и насос.
Не рекомендуется обсаживать скважины оцинкованными или асбестоцементными трубами, даже несмотря на их дешевизну. Оцинкованные трубы тонкостенны и подвержены сквозной коррозии, так как их толщина в два раза меньше стандартной стальной обсадной трубы. Асбестоцемент хрупок. Химические соединения цинка и асбеста опасны для здоровья человека.
Следующим этапом обустройства скважины является выбор насосного и водоподъёмного оборудования.
Дмитрий Поляшенко:
– Насос подбирается на основании требований к количеству воды и паспорта скважины.
В паспорте указываются важнейшие характеристики скважины – геологический разрез, глубина, диаметр обсадной трубы, производительность скважины, статический и динамический уровни.
Только правильно подобранный и установленный насос способен полностью раскрыть весь потенциал скважины.
Насос опускается в артезианскую скважину на глубину 10 м ниже динамического уровня воды.
Такая глубина гарантирует, что в моменты пикового водопотребления, когда динамический уровень понижается относительно статического на максимальную величину, насос будет находиться в воде.
Исходя из практики бурения в Подмосковье, все задачи индивидуального водоснабжения дома под ПМЖ можно решить с помощью артезианской скважины, обсаженной стальной трубой диаметром в 133 мм, и насоса производительностью до 3 м куб/ч.
Выбор и установка насоса – это только часть задач по обустройству скважины и вводу воды в дом.
Евгений Касаткин:
– Когда буровые работы закончены, над поверхностью земли остаётся труба (30-40 см).
Ее обычно закрывают временной крышкой. Теперь необходимо решить – где установить водоподъёмное оборудование.
Дмитрий Поляшенко:
– Если насос опускается в скважину, то водоподъёмное оборудование (гидробак, автоматика управления, трубы, клапаны и фитинги) монтируются на поверхности.
Существует два варианта обустройства водоподъёмного оборудования:
- Кессон – это стальная, сварная, герметичная и утеплённая конструкция, устанавливаемая под землёй. Кессон защищает скважину от попадания загрязнённых поверхностных и грунтовых вод, а оголовок и водоподъёмное оборудование – от замерзания и несанкционированного воздействия.
При использовании утеплённого кессона можно обустроить систему водоснабжения ещё до строительства дома.
- Адаптер – это небольшая металлическая двухсоставная конструкция, задача которой соединить трубу от насоса с трубой, идущей в дом к точкам водоразбора. Адаптер используется при высоком уровне грунтовых вод. Распространённость адаптера объясняется его низкой ценой и небольшим объёмом земляных работ. Однако адаптер неудобен для обслуживания или ремонта, так как монтируется на глубине ниже точки промерзания и в обычной ситуации скрыт слоем грунта.
Евгений Касаткин:
– И кессон, и адаптер одинаково надёжны. Если в доме есть техническое помещение – подвал или котельная, то можно установить адаптер, а всё водоподъёмное оборудование поставить в доме. Если такого помещения нет, в нём недостаточно места или хочется уменьшить уровень шума, возникающего при его работе, то всё оборудование ставится в кессоне.
Завершающим этапом наружных работ является устройство подвода трубопровода в коттедж.
Дмитрий Поляшенко:
– Подводящая водопроводная труба от скважины в дом прокладывается по дну траншеи. Траншея выкапывается на глубину ниже промерзания.
Перед вводом в дом последние метры трубы выводят на поверхность и защищают от замерзания подогревающим электрическим кабелем. Если подводящая труба вводится в дом не с улицы через стену, а под фундаментом через подвал, то подогревающий кабель не нужен.
После обустройства скважины необходимо выбрать систему водоочистки.
Евгений Касаткин:
– Показатели качества природной воды не всегда соответствуют действующим санитарно-гигиеническим нормам.
Т.к. состав воды может существенно различаться на разных участках, только анализ воды позволяет подобрать индивидуальную систему фильтрации и водоподготовки. Незачем устанавливать сложную и дорогую систему водоподготовки, если на основании проведённых анализов выяснится, что можно обойтись простой системой фильтров.
В отличие от других источников, вода в артезианской скважине имеет стабильный состав на протяжении всего периода эксплуатации. Поэтому достаточно один раз провести химический и бактериологический анализ воды, чтобы подобрать систему водоподготовки, которую затем не придётся дополнять другим фильтрационным оборудованием.
На FORUMHOUSE вы узнаете, что выбрать именно вам: колодец или скважину, сможете узнать, как проверить качество проверить качество скважины, а так же сколько и каких ошибок допускают наши пользователи при строительстве скважин.
Узнайте, как выбрать насосную станцию и нужно ли разрешение на бурение артезианской скважины.
Посмотрите видео про бурение скважины. Еще одно видео расскажет, как обустроить кессон. Сколько сил, времени и средств придется вам потратить на монтаж скважинного адаптера, расскажет наш очередной видеосюжет.