Что  такое  водозаборная  скважина

В  настоящее  время, когда значительно  возросло индивидуальное  строительство, а  коммуникации  централизованного  водоснабжения  в  маленьких  населённых  пунктах зачастую  приходят  в  полную непригодность,  многие  видят  выход  в  сооружении собственной  водозаборной  скважины.

Вот  здесь то у  будущих индивидуальных  водопользователей  и  возникает  множество  вопросов.  Что  такое  «водоносный слой», как  его искать,  на  сколько  «хватит воды»  и  т. д.  В  условиях   горно-складчатого  Урала,  к  которому  относится  Екатеринбург  и  его окрестности,  геолого-гидрогеологические  условия  представлены простейшей  двухслойной  толщей:  Верхняя  часть – песчано-глинистые  образования,  в  которых  практически нет пригодных  для  эксплуатации  вод,  и  нижезалегающие  скальные  породы.  Здесь то,  в  системе  трещин  и  залегает  водоносный  горизонт.  Глубина  залегания  подземных  вод,  как  и  их  качество  зависят  от  многих  факторов.  Уровень  подземных  вод,  как  правило,  находится  на  уровне  ближайшего  водоёма  или  водотока,  и  в  сглаженной  форме  повторяет  рельеф  поверхности.  Проще  говоря,  чем  выше  точка  намечаемого  бурения,  тем  глубже  залегают  подземные  воды.  Как  говорится:  «вода  в  гору  не  пойдёт»  На  качество  же  подземных  вод  больше  всего  влияет  мощность  перекрывающих  песчано-глинистых  отложений,  и  их  состав.  Грубо  говоря  чем  толще и  глинистее  «покрышка»,  тем  лучше  качество  подземных  вод.

Водоотбор  в  наших  условиях  осуществляется  двумя  способами:  С  помощью  колодцев  и  водозаборных  скважин.  Рассматривать  колодцы  ввиду  их  незначительности  для  хозпитьевого  водоснабжения  нет  необходимости.  Перейдем  к  скважинам.  Настоящая  скважина – это    капитальное  сооружение,  призванное  служить  не  менее  25-ти  лет.  Но  это  при  условии  что  она  сделана  качественно,  профессионалами.  Скважина  состоит  из  трёх частей:  Первая её  часть представлена обсадной трубой:  Обсадная труба закрепляет неустойчивую часть горных пород. Это песчано-глинистые отложения, и частично скальные, (верхняя их часть). Вторая часть скважины – это открытый ствол. Он пройден в крепких скальных породах и не обрушается. Это – водоприёмная часть  скважины.  Вода  поступает по трещинам со стенок скважины. Третья часть скважины – это отстойник.  Он  предназначен для  сбора мелких  частиц  горных пород  и  продлевает длительность срока службы  скважины.

Следует  особенно  обращать  внимание  на  качество  обсадных  труб.  Пока  нет ничего  надёжнее специальных  обсадных труб бурового ассортимента, сделанных  из чёрного металла  со  стенкой  5 – 5,5 мм  и  резьбовым  соединением  «труба  в  трубу»

Дело  в  том,  что, существующее  буровое  оборудование  сделано  именно  под эти трубы. Соорудить  качественную  скважину  применяя  из за  дешевизны суррогаты  буровых труб,  невозможно. Хотя  стоят скважины,  сделанные  с  использованием  «суррогатных» труб  значительно  дешевле,  срок  их службы  не  превышает  как  правило 10-ти  лет, составляя  зачастую  2-3 года,  а  то и меньше.  Вода  из  таких  скважин бежит очень часто  мутная,  с присутствием  посторонних примесей.  Скупой,  как  известно  платит  дважды….     Глубина  скважин  в  рассматриваемой  местности  составляет обычно  40 –50 метров.  Встречаются  и  исключения, что как известно  подтверждает  правило. Несправедливо  мнение, что чем  глубже  скважина,  тем  чище  вода. Ведь  водоносный  горизонт  един,  и  химический  состав практически  одинаков,  что на 30-ти,  что на 80-ти  метрах. К  тому  же  трещиноватость,  интенсивная  на  первых  метрах  водовмещающих  пород, с  глубиной  затухает. Глубиной  развития  трещиноватости(как  правило  до  40-ка,  50-ти метров)  и  определяется  глубина  проходки  скважины.    Скважины  глубиной  менее  25-ти метров  следует  рассматривать  как колодцы.

Ждать  долговечной  работы  от  такой  скважины  при постоянной  эксплуатации достаточно  наивно.

Диаметр  проходимой  скважины  определяется  диаметром  насосного  оборудования. Диаметр  бытовых  насосов  колеблется  в  пределах  76 – 105 мм. Соответственно рабочий диаметр  скважины (диаметр, в котором  будет  находиться  насосное  оборудование) составит  110 – 116 мм. Для  предотвращения  попадания загрязнения  в  скважину, она должна быть оборудована бетонным воротником. Это залитый бетоном квадрат вокруг обсадной  трубы размерами  1*1 м. и глубиной 0,5 м.

Какова  же  должна  быть производительность скважины? (дебит). Желаемый  дебит скважины    определяется  качеством  нуждающегося  в  воде  жилья.  Одно  дело сельский дом, с удобствами во  дворе,  где водопотребление как правило не  превышает 0,5 м3/сут., и  совсем  другое – коттедж  с  несколькими  санузлами, современной  бытовой  техникой и  сауной  с  бассейном  кубов  на  50,  там  водопотребление составит  не  менее  10 м3/сут.

Немаловажная  задача – определить точку  заложения  скважины.  Точка  заложения  определяется  специалистами,  с  соблюдением зон санитарной  охраны и других  факторов. Зачастую  необходимо  произвести поисковые  геофизические  работы, для  определения  максимально благоприятного места. Суть работ  заключается  в  измерении электрических сопротивлений вглубь  земли,  что  позволяет  обнаружить наиболее  трещиноватые зоны.  Вода,  как мы уже  знаем,  содержится  в  трещинах.

Согласно  закону  «О недрах Свердловской  области»  Водоотбор любого  количества подземных  вод  подлежит лицензированию. Лицензия оформляется как правило  на 25 лет.

Бурение скважины осуществляется как правило одномоментно,  в  течение  6 – 20 часов. После бурения осуществляется  прокачка с помощью воздуха,  до чистой  воды. Скважина  готова  к эксплуатации. Но является ли вода питьевой?, соответствует ли специальным санитарным нормам?  Это покажет химический и бактериологический  анализ, который выполняется  в  специальных лабораториях. Скважина заказчику передаётся  по акту,  в  котором указаны характеристики скважины. После выполнения химического и бактериологического анализа  составляется паспорт скважины,  который  необходим  для  получения  лицензии на право отбора подземных вод.

Что  нужно  знать потенциальному владельцу водозаборной скважины хозпитьевого назначения.

 

ОБСАДНЫЕ  ТРУБЫ – служат для закрепления неустойчивых  пород и не допускают обрушения стенок скважины.  О.Т. изготовляются из специальной  буровой  стали  по  осо бой технологии. Если посмотреть прайс,  нетрудно  заметить,  что О. Т. стоят  значительно дороже водопроводных, воздуховодных,  канализационных  и  прочих  труб.  Ещё бы, ведь это трубы повышенной прочности, необходимой для сооружения качественной скважины.

Зачастую их приходится загонять с вращением, и они способны выдержать нагрузку, кото рую создаёт буровая установка. Толщина стенки О. Т. не менее 5мм, что позволяет осуществлять их соединение «труба в трубу».  В целях экономии средств на расходный  материал   иногда  применяются    «суррогаты  обсадных труб».  Вот   наиболее  часто   применяемые из них: 1). Водопроводная труба  дм  159 мм. Предназначена   для  прокладки  разводящей водопроводной сети. При   эксплуатации   должна находиться в бетонном коробе,  изолиро ванная различными  утеплителями.  Вследствие  чего изготавливается из мягкого металла, толщина стенки порядка 3,5 мм.  При   нахождении    непосредственно  в  грунте  срок  её службы значительно ниже, чем у стандартной  обсадной  трубы. 2). Оцинкованная  труба

Дм. 152 мм. Толщина стенки 2 мм. Раньше использовалась в поливальных установках. Об оцинковке  следует  сказать  особо.  Оцинкованное   железо хорошо зарекомендовало себя как  покрытие крыш. Дождь прошёл, покрытие обсохло, всё хорошо. Срок службы гораздо выше, чем у простого кровельного железа. Иное деле в качестве обсадной трубы. В трубе постоянно вода, снаружи грунт, происходит неизбежный процесс окисления, срок службы не превышает  8 – 10 - ти   лет.  Кроме этого не всем известен факт,   что  в  оцинкованных вёдрах  воду   можно   переносить,   но   не   рекомендуется хранить,    из – за неизбежного перехода цинка  (в больших количествах далеко не безобидного элемента)  в воду.  3). Все возможные  пластиковые и металлопластиковые (пластполимерные)  трубы.  Действительно,  можно не  опасаться  коррозии, но вот что опять же с качеством?  Все эти разговоры о пищевом  пластике  ведутся не первый год,  что во  время бурения спрашивать у буровой бригады сертификат? Всё это очень проблематично. Опять же нет ясности насчёт труб из пищевого пластика...  Выпускаются ли трубы из пищевого пластика  для закрепления  горных  пород?   ГЛАВНАЯ   же   проблема     всех     «суррогатных»  труб»    в    том,   что даже не в сложных,  а  в  скважинах  средней  сложности, суррогатными  трубами  достаточно  проблематично  добиться  надёжной  изоляции  водоносного   горизонта    от   попадания  в него грязевых  частиц  из  верхней,  неустойчивой  части  горных пород. Вода вследствие  этого  будет  мутной,  с  различными  взвесями.  Здесь мы  не рассматриваем отдельные  виды  труб  (от  нержавейки  до  эмалированных  изнутри)  ввиду их эксклюзивности.

 

НАСОСНОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ.  Для бытовых целей существует  2 типа водоподъёмного  оборудования.  А)  Насосы  с  наружным  электродвигателем.  Б)  Погружные  насосы.  Насосы  с  наружным  электродвигателем  имеют  хорошие характеристики,  долговечны, НО  величина   «всоса»  как  правило  не   превышает   8 – ми метров  от  поверхности. При  более  низком   положении   уровня   подземных   вод    остаётся    применять  только  погружные  насосы.  При   выборе   насоса    нужно    сопоставить     его     характеристики (производительность,    высота     подъёма,    наружный  диаметр)     с     характеристиками скважины.   Одной     из    важнейших    характеристик    скважины    является    её   произ водительность (дебит).  Он  измеряется: а) в литрах в секунду – л/с;  б) кубометрах  в час – м3/ч;    в) кубометрах   в   сутки – м3/сут,   при   этом:  1л/с=3,6  м3/ч,    1л/с=86,4   м3/сут.

Желательно, чтобы  производительность  насоса  была  равна  или  меньше  производительности скважины. Наружные диаметры бытовых насосов колеблются в пределах 76-105 мм В  настоящее  время  погружные  насосы  предлагаются   на   любой «вкус и кошелёк»,   от

простеньких   «Малышков»   производительностью ≈ 0,1 л/с,    (стоимость ок 1000 руб)  до    «навороченных»  «Грюндфосов»  производительностью ≈1 л/с,  (стоимость ~ 25 000руб).

 

ХИМИЧЕСКИЙ  СОСТАВ  ПОДЗЕМНЫХ  ВОД  зависит от хим. состава водовмещающих  горных  пород.  Понятно,  что воды, идеальные по химическому  составу, полностью соответствующие  требованиям  нормативных документов,  практически  не  встречаются.

 

Здесь нужно просто  подобрать  необходимый  способ  очистки   от  «лишних»  элементов.

Выполнить  химический,   как   и   бактериологический   анализ  можно   в   любой  ЦСЭН (центр санитарно-эпидемиологического контроля).

ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ (ЗСО). Даже  при  незначительном  водоотборе  следует учитывать  необходимость  санитарного   контроля   источника  водоснабжения.  Понятно,  что  наличие  в непосредственной  близости  от  водозаборной    скважины    неизолирован   ной   выгребной  ямы   или  туалета   не  способствует   улучшению   качества  отбираемых  подземных  вод.  Оборудование  охранной  зоны  необходимо  выполнять  с   привлечением  специалистов,  учитывая  особенности  сложившейся  водохозяйственной  обстановки.

В заключение можно  добавить,  что  к  сооружению  водозаборной  скважины  следует подойти   ответственно,  обращаться  предпочтительнее  к   организациям   с  устоявшейся деловой   репутацией,   обязательно   принимать   скважину  по  акту,  в  котором  указаны  характеристики  скважины.  Обязательно  требовать  прокачки  скважины  до чистой воды.

 

От  чего зависит  стоимость  водозаборной  скважины

Оговоримся  сразу, речь пойдёт о стоимости водозаборной скважины

индивидуального назначения,когда потребность не превышает5-8 м3/сут. В этом случае стоимость традиционно рассчитывается за погонный метр.В случае, когда речь идёт о создании источника централизованного (коллективного) водопользования, тогда речь чаще всего идёт о фиксированной сумме. Но это другой разговор. Раз расценка идёт с метра, то конечно стоимость будет определяться глубиной. А какая должна быть глубина?

Зачастую совсем не такая, какой представляет её владелец. Глубина должна быть такой, какой нужно в данных геологических условиях. Средняя глубина водозаборных скважин на Урале 40 – 50 метров. Но средняя величина на то и средняя, потому  что складывается из разных величин, и даже в пределах Екатеринбурга может отличаться

в 2 – 3 раза. На пример в районе Семи Ключей чаще всего бессмысленно бурить более 30-ти метров. Водоносный горизонт там залегает неглубоко, он достаточно водообилен.

А вот в самых высоких точках Верхнеисетска глубина скважин достигает 80 - 100 м. Значит первый фактор стоимости скважины – её глубина. Следующий момент – это сколько нужно потратить для сооружения скважины обсадных труб. И опять же это различное количество в пределах города. Если количество обсадных труб на тех же Семи Ключах не превысит скорей всего 15 – ти  метров, то на Уралмаше например, не редкость скважины с количеством обсадной трубы 50-60 метров значение имеет также крепость (категория буримости) водовмещающих пород. Например, если по глинистым сланцам скорость проходки достигает 10 мин/метр, то по гранитам может снизиться. Влияет на стоимость скважины и стоимость труб, применяемых для закрепления неустойчивых пород (обсадные трубы). Здесь следует остановиться особо. Как известно, трубы бывают: Водопроводные, воздуховодные, канализационные, другие виды труб и обсадные. Если открыть прайс, обсадные трубы идут отдельной строкой, как правило после всех, их стоимость значительно (около 50% в сторону повышения) отличается от стоимости остальных труб. Это связано с тем, что их изготовляют по особой технологии, и они, и только они предназначены для оборудования водозаборных скважин. Остальные виды труб, применяемые из за невысокой стоимости (или возможности их украсть) не могут обеспечить сооружение качественной скважины, призванной служить 25-30 лет. Редкие исключения лишь подтверждают правило. Конечно, если скважина нужна лишь для полива 2 -3 месяца в году, есть возможность подъезда к скважине, качеством труб можно пренебречь, через некоторое время, если не повезёт, пробурить новую. Но в таком случае «Зачем козе баян?», не проще ли выкопать колодец, затраты невелики, в большинстве случаев вода будет накапливаться. Способ бурения также влияет на стоимость скважины. В наших условиях применяются три способа бурения. Шнековый, с промывкой водой и продувкой воздухом. Шнековый способ (когда порода выносится на поверхность винтовыми крыльями шнеков) применяется для бурения мягких пород на небольшую (до 30-ти метров) глубину. В условиях среднего Урала применение этого способа ограничено. Бурение с промывкой водой применяется также в мягких породах, но уже на более значительную глубину (например самоходной буровой установкой УРБ-2А-2, на шасси автомобиля ЗИЛ на глубину до 200 метров). Наиболее применяемый в наших условиях способ – это бурение с продувкой воздухом. Пневмоударным способом бурятся преимущественно твёрдые породы.