Глубина скважин для питьевой воды: методы расчёта и этапы бурения

Водоносные слои

Чтобы ответить на вопрос — на какую глубину бурить скважину, необходимо разобраться с разнообразием водоносных горизонтов и их особенностями.

Различают три основных водоносных пласта, из которых производится забор воды для гигиенических и хозяйственных потребностей:

1. Глубина верховодки колеблется в пределах 4-7 метров. Из-за отсутствия стойкого водоупорного слоя, эта вода преимущественно используется для технических нужд, полива. Из этого пласта вода часто идет мутная, с песком и прочими примесями.
2. Глубина залегания грунтовых вод 10-18 метров, но может быть и значительно выше. Используемая в быту и питьевая вода чаще берется именно из этой жилы. Грунтовые воды, прошедшие фильтры в скважине, имеют более высокое качество, чем колодезная. Однако это не исключает наличия в ней вредных и опасных примесей. Воду из любого водоносного слоя нужно проверять на соответствие требованиям СЭС в специальных лицензированных лабораториях.
3. Третий водоносный горизонт — артезианские воды. Точной информации, какая должна быть глубина природного запасника артезианской воды нет. Принято считать, что глубина залегания слоя колеблется в пределах 25-40 метров, но может углубляться до 60 м. Многое зависит от рельефа местности. Вода из третьего водоносного слоя, именуемая природной, самая чистая и полезная.

Карта водоносных горизонтов

При проведении гидрогеологических исследований обязательно составляются специальные документы (в том числе карта глубин артезианских скважин, верховодки, межпластовых вод) по региону или местности. В дальнейшем это облегчает поиск источника и подбор оборудования для бурения.

Каждая карта содержит информацию о типах грунтовых вод, схемах и глубине их залегания. Также сюда включены обозначения водоупоров и всех почвенных слоев, направление свободных потоков.

Самые популярные гидрогеологические карты:

• Гидроизогипс. Создается для безнапорных пластов. На ней показана система движения потоков в водоносных слоях. С помощью таких схем можно понять, каков уклон и направление воды, где запитывается или разгружается пласт, где стыкуется с природными водоемами.
• Гидроизопьез. Их выполняют по имеющимся точным данным. Пьезометрическую поверхность выводят для артезианских источников. Под ней подразумевают высоту, на которую способна подняться вода во вскрытой скважине. По этому показателю подбирают суммарную длину обсадной колонны.
• Карта измерения уровня подземных (грунтовых) вод.
• Документация по гидрогеологическим разрезам.
• Карты амплитуды уровней жидкости в источниках.

Какая глубина у артезианской скважины

Глубина артезианских скважин может быть самой различной, и зависит, прежде всего, от характера и геологического строения горных пород, составляющих подземные пласты. Главное условие здесь – наличие верхней водоупорной прослойки, полностью изолирующей глубинные водоносные слои от проникновения верхних грунтовых вод. Они, как правило, загрязнены различными механическими взвесями, а также химическими элементами, попадающими в почву в виде канализационных стоков, с осадками и атмосферными выбросами.

Благодаря такой защищённости, артезианские воды особо ценятся за свою чистоту от механических и химических загрязнений. На какой глубине могут залегать эти водонепроницаемые пласты?Обычно эти значения составляют порядка 200-300 метров, но могут значительно варьироваться в зависимости от геологических особенностей конкретного района. Например, в Подмосковном регионе, согласно данным геологических изысканий, артезианский водоносный пласт может находиться на глубинах от 40 до 200 метров.В отдельных случаях артезианский бассейн залегает на расстоянии более 1000 метров под поверхностью земли.

Основные преимущества и недостатки

Использование артезианских источников имеет целый ряд преимуществ перед применением поверхностных грунтовых вод:

• Чистота водоносного источника. Не загрязнённость его различными механическими и химическими примесями, в избытке содержащимися в верхних слоях почвы.
• Большой дебит водозаборной скважины. Это достигается благодаря значительному количеству подземных вод, содержащихся между двумя водонепроницаемыми горизонтами. Также немаловажную роль играет и значительное давление, под которым находится водоносный слой. В большинстве случаев, при бурении скважины, происходит самоизлияние воды на поверхность.
• Длительность эксплуатации. Благодаря большому объёму подземных источников, даже при высоких показателях расхода, они очень долго не истощаются. А при регулярном использовании, без допущения застаивания скважины, она может прослужить до 50 и более лет.

Минусов у подобного источника водоснабжения всего два:

Большие глубины залегания, что повышает стоимость бурения.

Необходимость официальной регистрации источника водоснабжения с вытекающими отсюда необходимостью получать разрешение на бурение, и уплачивать налоги за пользование государственными недрами.

Как узнать глубину залегания артезианских вод

Благодаря вышеперечисленным преимуществам, многие владельцы загородных домов или дачных участков желали бы обустроить на своей приусадебной территории артезианский источник. В связи с этим, возникает вопрос: на какой глубине залегает водоносный слой? Вопрос этот далеко не праздный, если учесть два фактора:

• Стоимость бурения за каждый пройденный метр. Обустроить же такую скважину своими силами, без привлечения специальной бурильной техники, не представляется возможным.
• Большой разброс возможных показателей залегания водоносных пластов, достигающий подчас сотен метров. Как уже упоминалось, в Подмосковье минимальный уровень нахождения артезианского бассейна может составлять 40 метров, а максимальный – превышать 200 метров.

Попытаться узнать более или менее точную величину залегания глубинных вод в районе нахождения земельного участка, можно несколькими способами:

• Обратиться к соседям по дачному или коттеджному посёлку. Вполне вероятно, что кто-то из них уже пробурил глубинную скважину, и сможет вас сориентировать относительно залегания водоносного горизонта.
• Навести справки у специалистов компаний, занимающихся бурением скважин в данном районе. В таких организациях обычно имеются карты-схемы, на которых обозначена глубина водоносных пластов в местах их обычной работы.
• Попытаться найти карту залегания глубинных вод в вашем районе самостоятельно. Сделать это можно через интернет, либо изучив специальную геологическую литературу.
• Обратиться в территориальное управление геологической разведки, с просьбой предоставить необходимые вам сведения.

Установив сколько метров составляет глубина водного горизонта, можно рассчитать и сметную стоимость буровых работ.

Глубина артезианской впадины

Как видно, основная разница в том, на какой глубине артезианская скважина, а на какой все остальные воды в пределах земли. Они не соприкасаются между собой, потому состав чист от загрязнений и вредных примесей.

Скважина на артезианскую воду

Минимальный порог бурения, чтобы добыть артезианскую воду – 25-50 метров.

В зависимости от рельефа и геологических особенностей расположения пластов, этот показатель увеличивается вплоть до 300 метров ниже уровня моря.

Среднестатистический показатель глубины скважины составляет 70-100 метров.

Такая вода находится между двумя пластами земных пород, зажатая под высоким давлением.

Потому для бурения используют особенное оборудование, а скважину оформляют при помощи специальной установки, которая контролирует постоянный высокий напор воды.

Глубина бурения при добыче артезианской воды составляет 25-300 метров, в зависимости от особенности рельефа и местности.

Химический состав артезианских вод

Если состав грунтовых вод полностью зависит от внешних условий формирования, то артезианский бассейн от них изолирован.

На формирование химического состава артезианской воды полностью влияют слои земной коры, между которыми она заключена. Нередко заранее определить его невозможно

Обратите внимание на такие особенности формирования химического состава воды:

• Железная руда насыщает воду железом
• Известняк обеспечивает примесь из солей
• Возможно вхождение фтора при соседствующих залежах минералов
• В некоторых регионах в воду попадает марганец
• Во всех источниках в составе воды обнаружен кальций

Классический состав изобилует кальцием, фтором, железом и магнием. Как правило, вхождение элементов сбалансировано и пригодно для организма человека, но вода очень жесткая.

При кипячении появляется характерный осадок. Экологи рекомендуют смягчать особенно жесткий состав воды, чтобы пить сразу, без термальной обработки.

Химический состав нередко превышает установленные государством нормы питьевой воды:

• Магний – в пределах 20-50мг на 1 л
• Железо – до 0.3 мг на 1 л
• Кальций – в пределах 20-140 мг на 1 л
• Жесткость – не выше 7 баллов по шкале
• Фтор – в пределах 0.7-1.5 мг на 1 л

В исключительных случаях показатели меньше установленных государственной политикой здравоохранения.

Особенность химического состава артезианской воды – его статичность, он не меняется из-за атмосферных изменений, сезона и времени. На качество воды также не влияет понижение или повышение температуры воздуха. Недостаток – вхождение химических элементов превышает государственные нормы.

Польза артезианской воды

По мнению медиков, артезианские воды–наиболее чистые и полезные для человеческого организма на Земле. Они полностью изолированы от других водных ресурсов.

Потому в них отсутствуют вредоносные микроорганизмы, бактерии и бациллы. Более того – исключена возможность инфекционного заражения на протяжении всего периода эксплуатации скважины.

Сегодня эта проблема решается при помощи мощных фильтровых установок, которые монтируются на выходе их скважины и на входе в систему домашнего водопровода. После этого вода становится полностью пригодной для питья и очень полезной.

Польза:

• После фильтрации вода имеет сбалансированный состав
• Изначально отсутствуют микроорганизмы и примеси
• Не заражается извне химикатами, сточными водами и тому подобным
• В состав воды входят все химические элементы, необходимые организму
• Обладает исключительными вкусовыми свойствами из-за баланса микроэлементов и солей
• Её не нужно дополнительно проверять для выявления инфекционных бактерий, бацилл и палочек
• Обеспечивает стабильный состав воды круглый год, что полезно для организма

Артезианская вода имеет стабильный химический состав с вхождением всех нужных элементов, что полезно для здоровья, а также не загрязняется извне.

Недостатки

Основной недостаток – превышение норм по вхождению химических элементов в состав воды. Решается при помощи дополнительной фильтрации на выходе из скважины

Изначально вода очень жесткая по составу, при кипячении всегда остается осадок. Потому её смягчают при помощи установки, снижая концентрацию железа и солей.

Требует регулярной диагностики и замены фильтров. Сама установка конструкции дорогостоящая. Решение – кооперация нескольких домовладельцев для бурения одной скважины на всех.

Это самая полезная вода на планете, однако, она требует фильтрации и постоянных денежных вложений на очистку. С другой стороны, один источник бесперебойно дает чистую воду 50 лет.

Технология измерения глубины скважины

Чтобы определение интересующего параметра было точным, следует иметь:

Инструменты для измерения скважины: шнур с грузом и строительный метр.

• паспорт на скважину;
• насос или мотопомпу;
• линейку или строительный метр;
• шнур;
• металлический груз.

Если все-таки скважина была организована на заказ, то проблем с паспортом не будет, так как рабочая команда выдает его в обязательном порядке. Первым делом следует ознакомиться с документом. Каждая фирма может иметь индивидуальную форму заполнения, но с определенными стандартными показателями:

• глубиной, на которой находится водоносный слой;
• глубиной скважины;
• параметром диаметра обсадной трубы;
• показателем по уровню водоносного горизонта.

Из такого технического паспорта можно взять измерения глубины скважины. Но этот документ будет иметься только в том случае, если бурением занимались профессионально.

А вот при самостоятельных работах такой паспорт будет отсутствовать. Но и с этим вопросом можно справиться самостоятельно.

Работы по замеру выглядят следующим образом:

Измерение глубины скважины специальный считывающим устройством.

1. Для измерения глубины скважины обязательным условием является хорошая сухая погода, желательно в конце лета. Именно в этот период уровень грунтовых вод находится на минимальном уровне.
2. Посредством линейки измеряется размер диаметра скважины. Далее на конец веревки привязывается груз, который опускается в скважину. Спуск необходимо проводить до тех пор, пока шнур не ослабит натяжение, то есть когда груз коснется грунта. После этого измерительный прибор достается. Уровень, на котором веревка перестанет быть мокрой, и будет высотой воды, а сухая сторона укажет на статистическую глубину скважины. Далее при помощи линейки делаются измерения обеих частей. Можно упростить задачу. Перед тем как опускать измерительный шнур в колодец, на равные промежутки крепятся цветные ленты, посчитав которые можно определить глубину скважины.
3. Необходимо знать и динамическую глубину. Для этого уже понадобится насос. Всасывающий шланг опускается до самого дна, только изначально на его конец необходимо надеть сетчатый фильтр, который будет препятствовать засорению.
4. Далее аппарат включается, после чего ожидается время, пока он откачает всю воду. Когда начнет раздаваться характерный хлюпающий звук, который будет означать завершение откачки, насос выключается. После этого измерительный шнур повторно опускается в оставшуюся воду. Этот показатель и будет означать динамический уровень.

Данный метод подойдет для скважин ориентировочной глубиной не более 10 м. Рекомендуется все полученные показатели записывать на бумагу, таким образом можно сделать самодельный паспорт на колодец.

Глубину скважины важно знать для того, чтобы в дальнейшем можно было приобрести соответствующий насос, который бы исправно работал именно с этой скважиной. Схема расположения водоносных слоев. Схема расположения водоносных слоев

Схема расположения водоносных слоев.

В каждой местности уровень водоносных пластов может значительно разниться. Если в недавнем времени на ближайшей территории проводились работы по бурению, то глубину залежей таких пластов можно узнать у рабочих. Хотя нет гарантии, что скважина с питьевой водой на одном и другом участке будет иметь одинаковую глубину.

В земле всегда располагается несколько слоев с водой, но следует знать, что не каждый из них может быть использован в быту. Например, «верхняя» вода зачастую не соответствует санитарным нормам.

Первый пласт обычно расположен на глубине 4-6 м. А специальная санитарная экспертиза поможет определить качество воды, можно ли ее использовать для повседневных нужд и допустима ли она в рацион. Чаще всего первый слой не предназначен для эксплуатации.

Второй пласт может встретиться в диапазоне от 10 до 18 м. Именно такая глубина скважины подходит для добывания пригодной воды.

Если по каким-то причинам второй уровень не может быть взят в эксплуатацию, то настает черед третьего пласта. Его средняя глубина составляет 25-40 м.

Большинство колодцев не бурится ниже отметки в 50 м, так как этого уровня вполне достаточно для добычи пригодной к употреблению воды. Хотя на отдельной местности пригодный водоносный слой может встретиться и ниже 60 м.

О полезных качествах артезианской воды

Наиболее качественной признана вода. Этот мощный слой находится на глубине от 100 м. При этом известны артезианские скважины глубиной более 300 м. Для бурения артезианских скважин применяется специальное оборудование. Вода в них отличается не только исключительной чистотой и высокими вкусовыми свойствами, но и, часто, содержанием полезных минеральных солей.

Тем не менее, вне зависимости от глубины скважины, и используемого водоносного слоя, перед использованием воды для хозяйственных нужд или приготовления еды, необходимо проведение ее лабораторного исследования для исключения содержания в ней болезнетворных бактерий и вредных примесей.

От глубины скважины зависит не только ее стоимость, но и качество воды. Поэтому если вы решили пробурить данный источник водоснабжения у себя на участке, тогда желательно знать, как измерить глубину скважины после бурения. Такие знания помогут, как минимум, проконтролировать работу профессиональных бурильщиков и, как максимум, самостоятельно организовать автономную систему подачи воды.

Порядок выполнения работ

Чтобы с наименьшей погрешностью измерить глубину скважины после бурения, проводить замеры нужно при определенной температуре воздуха и в определенное время года. Наиболее предпочтительно – вторая половина лета, если погода сухая.

Работы по замеру глубины скважины осуществляются в несколько этапов:

1. Сделать замеры радиуса отверстия.
2. К опускаемому концу каната прицепить утяжелитель.
3. Канат погрузить в скважину до тех пор, пока не станет ощутимо, что он коснулся дна.
4. Достав канат, определить уровень воды и фактическую глубину скважины.

Прибегая к этому методу, удается вычислить статистические глубинные параметры. Существует еще одно понятие – динамические показатели. Для их измерения применяют насосные агрегаты. Сам процесс не требует специальных навыков и не отнимает много времени.С помощью насосного оборудования из скважины откачивают всю воду, после чего опускают канат для замеров. На дне всегда останется небольшое количество воды, расстояние до нее и будет показателем динамической глубины.

Определение необходимой глубины бурения

Вычислить глубину бурения скважины можно следующим образом: когда буровая установка достигает первого водоносного слоя, берутся образцы воды и отправляются на экспертизу. Если в составе не содержатся вредные примеси и высокая концентрация твердых частиц, работы можно остановить. Если же показатели не в норме, продолжают увеличивать глубину.

Измерение каротажным кабелем

Измерять показатели самостоятельно можно довольно простым способом. Нужно приобрести или взять в аренду каротажный кабель с магнитными метками, которые расположены с определенным интервалом. Они позволяют увидеть всю необходимую информацию о скважине.

Верхняя часть кабеля оснащена экраном, на котором отображаются фактические данные. Если кабель коснулся дна, а на поверхности отображается интервал между отметками, автоматически показатели отобразятся на дисплее.

Акустический глубиномер

акустический глубиномер

Технология использования аппарата чрезвычайно проста, к тому же этот способ один из наиболее точных. Приобретать его не требуется, можно взять в аренду.

Приспособление вглубь направляет сигнальные волны. Они отражаются о дно и поступают обратно на поверхность. Вводя полученные показатели в заданные формулы, рассчитывают все технические параметры скважины.

Как проверить старые колодцы

Приобретая дом с уже расположенной на участке артезианской скважиной, документы к которой не прилагаются, скорее всего, придется оборудовать новый колодец. Обусловлено это тем, что ремонт старых источников воды нецелесообразен. Это не только финансовые, но и временные затраты. Вполне возможно, что срок ее службы уже давно подошел к концу, за время простоя собрался мусор и камни, разорваны обсадные трубы и т.д. Такая проблема особенно распространена, если речь идет о песчаных скважинах.

Процесс сооружения скважины

После того, как все работы по подготовке оборудования и материала для обустройства скважины выполнены, переходят к бурению.Проведение работ:

• Для таких работ есть инструкция. Используются все подручные инструменты: лопаты, ломы, ведра и прочее.
• Изначально на поверхности выкапывается углубление в диаметре не менее 1м и глубиной от 50 см.
• Затем в центре вставляется ручной бур и им работают до тех пор, пока вытаскивать землю станет сложно.
• После этого нужно воспользоваться буровыми колонками. Вращать их вентиль могут только несколько человек. Одному с такими работами не справится.
• Принцип работы бура заключается в том, что он способен выталкивать грунт на поверхность
• Бурят до нужной глубины, пока не появится вода.
• Затем ее при помощи насосного оборудования откачивают.
• Потом вода набирается снова и проверяют ее качество.
• После устанавливается фильтровальное оборудование и выполняется .

Видео в этой статье показывает процесс бурения скважины. Бурить скважину нужно в один день.
В противном случае могут быть обвалы конструкции, и придется выполнять все работы заново, но уже на другом месте.

Глубина скважины считается важным параметром. Во многом именно он определяет стоимость осуществленных буровых работ и качество полученной жидкости. Чаще всего стремление правильно определить размер оплаты за бурение и вынуждает заказчиков подсчитывать данный показатель. За каждый дополнительный метр им приходится выкладывать вполне реальные суммы.

При самостоятельном осуществлении работ расстояние от зеркала воды до поверхности скважины потребуется для правильного подбора и монтажа насосного оборудования.

Как проверить глубину скважины после бурения ? Профессионалам чаще всего известен примерный уровень прохождения водоносных пластов еще до проведения работ. Они определяют его на основании геологической карты территории. В остальных случаях этот размер выясняют после завершения бурения объекта. Для этого применяются несколько способов. Разница между ними состоит в степени сложности, доступности и уровне точности.

Наиболее простым и доступным способом считается механический. Для него потребуются всего лишь шнур, металлический груз и рулетка. Груз привязывают к шнуру и аккуратно спускают вниз до тех пор, пока натяжение не уменьшиться. После этого самодельное устройство вынимают и при помощи рулетки определяют размер его мокрого участка. Эта величина и представляет собой глубину скважины. Для осуществления замера таким способом рекомендуется применять специальную гидрогеологическую рулетку. Она представляет собой гибкую линейку с прикрепленным грузом на конце.

К недостаткам такого метода относится невозможность измерить динамический уровень воды. С помощью этого способа допускается измерять сооружения глубиной не больше 10 м.

Магнитный способ считается наиболее популярным при выяснении глубины скважины. Он предоставляет точную информацию о нахождении глубинных водоносных пластов.

Метод заключается в использовании катушки каротажного кабеля с магнитными метками. Принцип его действия существенно совпадает с механическим, но улучшен наличием считывающего устройства. Магнитные метки нанесены на ленту через определенные расстояния. Их обрабатывают с помощью приемного устройства. В результате получают точные сведения о расположении груза. В промежутках между метками глубина определяется при помощи специального ролика, расположенного на катушке.

Еще один способ

Рельеф глубинных слоев грунта в данной конкретной местности чаще всего повторяет рельеф на поверхности. Зная это, также будет несложно определить особенности прохождения жилы на участке. В любом случае считается, что бурить скважину всегда лучше всего в самом низком месте надела. На таком участке вода наверняка будет находиться ближе всего к поверхности.

При поисках жилы владельцу участка, помимо всего прочего, стоит иметь в виду и то, что повторяющие рельеф местности водоносные слои на возвышенностях обычно дают более чистую воду. В таких местах не задерживаются верховодка и грунтовые воды, способные загрязнять жилу.

Водоносные слои

Чтобы ответить на вопрос — на какую глубину бурить скважину, необходимо разобраться с разнообразием водоносных горизонтов и их особенностями. Различают три основных водоносных пласта, из которых производится забор воды для гигиенических и хозяйственных потребностей:

1. Глубина верховодки колеблется в пределах 4-7 метров. Из-за отсутствия стойкого водоупорного слоя, эта вода преимущественно используется для технических нужд, полива. Из этого пласта вода часто идет мутная, с песком и прочими примесями.
2. Глубина залегания грунтовых вод 10-18 метров, но может быть и значительно выше. Используемая в быту и питьевая вода чаще берется именно из этой жилы. Грунтовые воды, прошедшие фильтры в скважине, имеют более высокое качество, чем колодезная. Однако это не исключает наличия в ней вредных и опасных примесей. Воду из любого водоносного слоя нужно проверять на соответствие требованиям СЭС в специальных лицензированных лабораториях.
3. Третий водоносный горизонт — артезианские воды. Точной информации, какая должна быть глубина природного запасника артезианской воды нет. Принято считать, что глубина залегания слоя колеблется в пределах 25-40 метров, но может углубляться до 60 м. Многое зависит от рельефа местности. Вода из третьего водоносного слоя, именуемая природной, самая чистая и полезная.

В соответствии с тремя водоносными слоями, выделяют три вида скважин:

На песок

Используется шнековое бурение до первого по пути следования бура водоносного пласта. Обычная глубина скважины на песок 15-30 метров. Сама конструкция представляет собой длинную трубу сечением от 10 см. На конце труба перфорирована и обмотана мелкоячеистой сеткой галунного плетения. Фильтр устанавливают в слое крупнозернистого песка. Дебет скважины на песке, то есть объем извлекаемой воды за единицу времени, составляет около 0,5-1,2 м³/час. Срок эксплуатации этого вида скважины достаточно небольшой — 5-10 лет в случае постоянного пользования. Если бурить ее на нежилой даче или в доме с сезонным проживанием, устройство придет в негодность уже за 2-3 года.

Артезианская

Скважины на известняк могут достигать 100 метров в глубину. Цель бурения — достичь пласта пористого водоносного известняка, несущего очень чистую питьевую воду. Последняя проходит природную минерализацию, а потому является полезной для здоровья. Представляет собой длинную закрытую обсадную трубу, чтобы внутрь не попадала верховодка, и перфорированный фильтр для забора жидкости.Дебит артезианской скважины в пределах 3-10 кубометров в час. Это означает, что на вашем участке вода не исчезнет еще ближайшие 60-70 лет даже при самых сильных засухах. Единственный недостаток — высокая стоимость. Часто, с целью экономии, соседи бурят скважины на известняк на несколько домов.

Абиссинский колодец

Наиболее простой и дешевый вид скважин. Имеет другое название «скважина-игла». Представляет собой длинную дюймовую трубу с иглообразным наконечником и фильтром для забора воды. Углубляют методом бурения или забивания в почву на 8-30 метров. Извлечение воды происходит при участии насоса, который не поднимает воду с глубины более 8 метров. Подходит для участков с легкими почвами без камней. Пьезометрический уровень не должен превышать 8 метров.