Глубина скважин для питьевой воды: методы расчёта и этапы бурения

Что собой представляет карта глубин скважин, как составляется, что дает?

При строительстве частного жилого дома или дачи владельцы задумываются о способе поставки воды для своих нужд. Для жизни необходима вода, при отсутствии центрального водоснабжения встает вопрос о бурении скважины.

Уровень грунтовых вод для разных регионов находится на глубине от 30 до 250 м. Бурение — дело дорогостоящее, поэтому требуется предварительный расчет стоимости бурения скважины. На помощь потребителям приходит карта глубин скважин на воду.

Что за документ?

Источник питьевой воды – земля, в недрах которой находятся слои воды, запертые между пластами известняка или глины. В результате исследовательских и практических работ гидрогеологов создана карта глубин залегания грунтовых вод для всей страны и регионов.

На карту наносится информация о свойствах, особенностях подземных вод, глубине залегания.

Уровень залегания слоев грунтовых вод напрямую зависит от количества осадков, сезонности и потребителей. В засушливое время или при большом расходе уровень опускается, поэтому создать точную модель залегания невозможно.

Составление

По размеру охвата территории выпускаются карты обзорные, крупно и мелкомасштабные. Для составления их используются уже имеющиеся данные по бурению в заданном районе.

Также учитываются:

• геологические особенности территории;
• особенности рельефа местности;
• анализ грунтов, в которых находится водоносный слой.

По уровню залегания вод, полученному по результатам бурения и геологическому строению участка методом интерполяции, выводится уровень пласта водоносного горизонта.

Повторяя слой пород, в котором находится пласт, он бывает горизонтальный, наклонный, изогнутый. Вода даже может быть заключена в «линзах», такую воду не всегда легко найти.

Для чего нужна?

Строительство зданий, сооружение фундаментов напрямую зависит от уровня подземных вод. При высоком залегании в зимнее время вода замерзает, что приводит к деформации фундаментов и разрушению зданий. В летнее же время есть возможность подтопления. Воды располагаются на различной глубине, что обуславливает их качество.

В воду верхних горизонтов попадают техногенные отходы – такая вода может использоваться только для технических целей. Водяные слои, расположенные глубже, пригодны для питья, они насыщены полезными минералами.

Карта дает следующие возможности:

1. Помогает определить уровень грунтовых вод участка.
2. Выбрать тип фундамента для дома.
3. Определить способ бурения.
4. Составить примерную смету бурения скважины.

Где найти?

Найти карту глубин уровня залегания вод можно различными способами:

• в интернете;
• на сайтах буровых компаний;
• узнать у соседей, а заодно и качество воды;
• в территориальном фонде геологической информации.

Так как уровень глубин постоянно изменяется, обновляется и информация из фонда, которая является более достоверной. Пласты могут иметь наклонное залегание или в виде линз – не факт, что вода, которая есть у соседей, появится на смежном с ними участке. Наиболее точную информацию даст бурение непосредственно на площадке.

Водоносный слой Москвы, Московской области и Подмосковья

Водоносный горизонт находится в слое рыхлых пород:

• песчаников,
• трещинах известняка,
• гравия.

Рыхлые породы, насыщенные водой заключены с двух сторон водонепроницаемыми слоями.

На территории Москвы и Московской области находятся огромные запасы питьевой воды, которые заключены в нескольких водяных горизонтах. Основные запасы воды расположены на глубине 450 метров, однако так глубоко бурить не стоит – воды пока хватает.

Выделяются три типа водоносных слоя:

1. Грунтовый (верховодка) – первый водоносный слой, находящийся высоко к поверхности. Легко пополняется за счет осадков, но бывает загрязнен техногенными отходами.
2. Межпластовой – расположен на глубине около 100 м. Пласты, заключающие воду водонепроницаемые, поэтому уровень воды постоянный, он не зависит от осадков и времени года.
3. Напорный или артезианский – заключен между пластами водонепроницаемых пород под давлением.

На карте Москвы и области насчитывается 6 напорных водоносных слоев:

Все они были сформированы в каменноугольный период и заперты пластами водонепроницаемых пород.

Выбор водоносного горизонта для бурения зависит от качества воды и ее расположения. Грунтовые воды чаще используются для полива, мытья машин и техники. Для питья наиболее пригодны межпластовые и артезианские воды. Выбор зависит от глубины залегания, трудозатрат и качества воды.

Карта для скважины показывает оптимальную глубину скважины в заданном районе, которая варьируется от 1 до 220 м. На схеме показано количество скважин на воду по районам:

Карты глубин и скважин – есть ли разница?

Карта глубин отображает уровень залегания грунтовых вод относительно нулевой отметки — уровня моря. Однако, на возвышенностях и в низинах данная цифра будет существенно отличаться от действительности.

Карта скважин создана с учетом рельефа местности, она наиболее полно отображает истинную глубину бурения.

В интернете можно найти множество схем глубин скважин различных видов:

Карта залегания подземных вод в Москве и Подмосковье:

На данной схеме показаны уровни грунтовых вод в районах Московской области.

ТК на бурение

Технологическая карта (ТК) – нормативный документ, регламентирующий организацию процесса бурения и обустройства скважины с обсадной трубой для бытовых нужд при индивидуальном строительстве.

В документе описываются:

• обустройство скважины;
• технология ее проходки;
• выбор оборудования;
• расчет стоимости.

ТК предназначена для ознакомления сотрудников с регламентом проведения работ, а также для составления проектов строительства и технологической документации. Разрабатываются технологические карты на основании действующих Строительных норм и Правил.

Видео по теме статьи

Как определить глубину залегания подземных вод на участке подручными средствами, подскажет видео:

Заключение

При отсутствии на участке водопровода с питьевой водой бурение скважины становится актуальным. Карта глубин скважин на воду – важный инструмент в построении проекта, она дает приблизительную информацию для расчета будущих затрат. За более точной информацией следует обратиться к специалистам.

На какую глубину нужно бурить скважины для питьевой воды?

Одной из главных задач владельца частного дома есть обустройство скважины на воду, пригодной для питья. Для получения чистой воды необходимо учитывать факторы: местность, глубину бурения и цель.

О глубине скважины для питьевой воды, правилах бурения расскажем в статье.

Можно ли пить?

Воду, без предварительной подготовки, нельзя пить ни из скважины, ни из колодца. Анализ воды из любого водозаборного сооружения показывает, что по всем показателям превышаются нормы содержания вредных веществ.

Даже вода из артезианской скважины, глубина которой составляет от 50 до 300 м изначально не пригодна для употребления в чистом виде. В первую очередь, необходима прокачка от 1 до 3 недель, после чего – анализы на содержание веществ.

Учитывая, что в скважинах на песок вода более низкого качества, чем из артезианских, чтобы питьевая вода была безопасна для здоровья, необходимо провести экспертизу, которая поможет определить систему для очистки, необходимой для каждой конкретной системы водоснабжения.

Факторы и их влияние

Перед началом буровых работ, необходимо определить глубину залегания питьевой воды. Она зависит от нескольких факторов:

1. Предназначение: питьевая вода залегает в нижних слоях грунта. Та, что в верхних слоях, пригодна для технических нужд.
2. Залегание водоносных слоёв. Для определения характеристики необходимо произвести пробное бурение с изучением геологии участка.
3. Рельеф. На холмистой местности глубина водоносных слоёв будет больше, чем на равнинах, поэтому большинство скважин располагается в низинах.
4. Производительность. Неглубокие водозаборные сооружения имеют невысокий дебит. Наибольшая производительность – у артезианских скважин.

Как определить, сколько метров до водоносного слоя?

Варианты вычисления глубины:

1. Самый точный анализ – бурение нескольких пробных скважин на участке. Этот вариант даст максимально точные данные.
2. Консультация у специалистов в области бурения, геодезистов. Они знают общие данные по региону о глубине залегания водоносных слоёв.
3. Использовать карту интернет-ресурсов, на которой отмечены глубины скважин по регионам. Следует взять расположенные рядом водозаборные сооружения и рассчитать среднюю глубину для своего участка.
4. Узнать особенности глубин скважин у соседей по участкам.
5. Народные методы: с помощью глиняной посуды, с использованием рамки, наблюдение за растениями и явлениями природы. Все эти способы ненадежны. Мы их не рекомендуем.

Из всех вышеперечисленных способов самый надежный, но и дорогостоящий – обратиться к геодезистам.

Как узнать, на какой глубине находится вода на нашем участке, подскажет видео:

Характеристики скважин по глубинам

Вода, пригодная для питья располагается в нижних водоносных слоях. Благодаря глубокому залеганию, в неё не попадают сточные воды, химикаты с участков и другие загрязняющие элементы. Однако, она все равно не пригодна к питью без предварительной обработки.

Характеристики скважин по глубинам:

1. На уровне 30 — 50 м залегает слой «на песок». Жидкость здесь проходит через разные породы и тем самым очищается. Вода с такой глубины пригодна для питья после прохождения многоступенчатой системы очистки и фильтрации из-за высокого содержания в ней песка. Скважина «на песок» должна быть расположена на расстоянии минимум 20 м от автомобильных моек, мест содержания животных и на 50 м от сточных, мусорных ям.
2. На глубине 50 – 500 м залегают воды, питающие артезианские скважины. Их минеральный состав и чистота позволяют употреблять для питья после двух-трёхнедельной прокачки нового водозаборного сооружения. Артезианский источник имеет высокий дебит, который не зависит от сезонности и других внешних факторов, не требует постоянного обслуживания, не иссякает десятилетиями, если скважина была пробурена по техническим правилам.

Если на участке нет возможности пробурить скважины глубоких слоёв, можно использовать «верховодку», глубина залегания которой от 7 до 10 м, при условии, что вода пройдёт многоступенчатую очистку, несколько фильтров.

Далее производится анализ в лаборатории. После подтверждения, её можно использовать для питья, регулярно очищая и меняя фильтры. Что такое подземные артезианские воды, чем они отличаются и какой у них состав, можно узнать из этой статьи.

Плюсы и минусы бурения песчаной и артезианской скважины рассмотрены в видео:

Правила бурения

Для получения питьевой воды используются различные способы бурения:

1. Роторный – самый популярный метод. Чаще всего используется для разрушения твёрдых пород: известняка, скальных структур.
2. Ударно-канатный – самый долгий и трудоёмкий способ. Подходит для песчаных и глинистых почв.
3. Шнековый – используется для бурения на почвах невысокой твёрдости. Метод стал популярен благодаря тому, что отработанные породы не нужно вымывать водой или другим способом, оборудование поднимает их деталями снаряда.
4. Колонковый способ удобен тем, что разрушенная порода остаётся внутри колонны. После того как оборудование поднимается из недр, её освобождают от содержимого постукиванием.

Ход работ:

1. Выбор места для бурения, подготовка оборудования.
2. При необходимости, производится раскопка котлована для монтирования кессона.
3. Бурение первой скважины.
4. Монтаж обсадной трубы.
5. Бурение всех остальных участков.
6. Установка обсадных труб во всех местах бурения и их присоединение друг к другу с помощью хомутов.
7. Во время монтажа важно следить за состоянием воды. Если в ней появляется большое количество песка или водянистая глина, необходимо произвести прокачку до тех пор, пока вода не станет чистой.
8. После прокачки монтируется фильтр. Если вода всё ещё мутная, следует углубиться на 1 – 3 метра.
9. Завершающий этап монтажа: фиксация обсадных труб, установка крышки.
10. Установка кессона.
11. Монтаж труб системы водоснабжения.

Чтобы срок эксплуатации водозаборной конструкции был максимальным, стоит обратиться в специализированную компанию для её бурения и монтажа. Это обеспечит надёжное крепление всех составляющих, качественную герметизацию обсадной трубы и всей системы.

Процесс бурения скважины на воду рассмотрен в видео:

Заключение

Бурение скважины питьевой воды – ответственное мероприятие, от которого зависит качество жидкости, срок эксплуатации колонны. Перед началом обязательно проведение исследования на глубину залегания водоносных слоёв.

В идеале – это артезианский источник от 50 до 500 м. Все виды скважин подлежат прокачке. После этого требуется лабораторный анализ проб воды, с целью определения системы фильтрации, которая обеспечит подачу чистой питьевой воды.

Какой должна быть глубина скважины?

Глубина залегания водоносного слоя является основополагающим фактором при проектировании бурения скважины на участке. От этого параметра зависит не только качество воды, но и стоимость работ и оборудования, некоторые нюансы эксплуатации источника.

Что такое глубина скважины, какой она бывает, и как определить этот параметр, описано далее.

Как проверить?

Глубиной водяной скважины является расстояние от устья, расположенного на поверхности, до забоя в земных недрах. Этот параметр может быть рассчитан:

1. По стволу. Не включает глубину водяного бассейна, только длину труб, составляющих ствол. Труба может погружаться в водоносный пласт на различную глубину с целью увеличения дебита скважины.
2. Общая глубина. Учитывает глубину пласта. Рассчитывается с целью контроля расстояния между верхней и нижней частями бассейна. Это расстояние может быть использовано для последующего углубления скважины.

Так или иначе оба параметра учитываются при разработке водяного пласта и формирования ствола забоя.

Какие факторы влияют на параметр?

На глубину бурения водяного источника могут влиять следующие факторы:

1. Рельефные особенности участка. Чем выше рельеф на участке, тем глубже бурение или возникает необходимость выбора более низкой точки. Данный критерий влияет при абсолютно ровном, вертикальном расположении пласта.
2. Пласт. Глубина залегания водяного пласта — один из основных факторов. Проверка уровня залегания и места расположения пласта осуществляется пробным забоем.
3. Качество воды. Учитывается фактор чистоты жидкости и степень воздействия грунтовых и иных вод на ее качество. Чем глубже скважины, тем лучше качество воды.
4. Параметр дебита. Тут учитывается соотношение часового расхода и объема воды в источнике. Максимальный дебит абиссинских и песчаных источников не превышает 1,5 м3/ч. Артезианские воды залегают на большей глубине и формируются в большие бассейны. Дебит таких скважины превышает 2-4 м3/ч.

Также учитывается характер и тип грунта на участке. Жесткие породы бурить труднее, а значит это может сказаться на окончательной стоимости проекта. Рыхлые породы подвержены осыпанию, что может привести к деформации ствола скважины, засорению забоя и последующему ремонту.

Что собой представляет дебит скважины, для чего необходимо знать и как правильно вычислить эту величину, подскажет эта статья.

Максимальная, средняя и минимальная

Водяные пласты залегают на различных глубинах, что является особенностью каждого отдельного региона.

По глубине источники разделяются на:

1. Минимальная глубина. Основой грунта является песок. Величина заглубления варьируется от 5-15 м.
2. Средние глубины. Грунт песчаный или каменистый. Глубина бурения составляет 20- 50 м.
3. Максимальные глубины. Грунт может быть особенно жестким или состоять из известняковых пород. Глубина бурения от 70 до 400 м и выше.

Тут также учитывается особенность региона и залегание водяных пластов в конкретной местности.

Вертикальная и по стволу

Параметр глубины может быть различного значения по отношению к самой скважине:

1. По вертикали. Является расстоянием между устьем источника на поверхности и горизонтальной точкой в пределах ее забоя. Например, между устьем и дном бассейна.
2. По стволу. Тут определяется длина самого скважинного ствола. Измерить можно точно по осевой линии трубы.

Оба значения отличаются друг от друга тем, что глубина по вертикали используется для определения возможного объема воды и дебита.

Сколько, как правило, составляет для инженерно-геологических изысканий?

Инженерно-геологические скважины пробуривают с целью определения характера грунта, скорости проходки или в разведывательных работах. Глубины таких скважин варьируются от 10 до 30 м.

В зонах глубокого залегания вод и грунтов с недостаточным сопротивлением (при зондировании) глубина может достигать 100 и более метров.

Классификация

Водяные скважины классифицируются по глубине залегания водяных пластов. Выделяются следующие типы источников:

1. 3-7 метров. Скважины верховодки. Качество воды очень низкое, жидкость не пригодна для питья.
2. 10-18 м. На таких уровнях грунт песчаный, вода хорошего качества и не зависит от загрязнения поверхностных источников (озера, реки).
3. 20 метров. Водоносные слои жестких грунтов. Вода чистая и пригодная для питья.
4. От 30-40 метров и выше. Горизонты артезианских водяных пластов на жестком грунте.
5. 50-400 м. На этих уровнях залегают артезианские водяные бассейны на известняке.

Также немаловажно учитывать рельеф местности в зоне бурения, близкое расположение естественных источников, периодичность выпадения осадков. На какую глубину нужно бурить скважины для питьевой воды, можно узнать тут, используемой без лицензии — тут, какова глубина артезианской — здесь.

На какие разрешение нужно, а на какие нет?

Правила бурения и эксплуатации водяных скважин регулируются законом Российской Федерации «О недрах».

Владелец источника должен учесть:

• бурение и последующая эксплуатация скважин почвенных слоев не требуют лицензии, если вода не используется в коммерческих целях;
• скважина, пробуренная в источник централизованного водоснабжения ближайших населенных пунктов, обязательно лицензируется.

К подземным источникам централизованного водоснабжения часто относятся артезианские скважины. Поэтому на такие источники лучше оформить лицензию.

Где взять лицензию на скважину и как ее сертифицировать, подскажет эта статья.

Как определить, на какую глубину бурить, где водоносный слой?

Основные способы определения глубины будущей скважины следующие:

1. Ориентация на соседние участки. Часто все ближайшие скважины осуществляют забор воды с одной глубины.
2. Карта залегания подземных вод для конкретного региона. Поможет определить глубину будущей скважины. Но нужно учитывать нормы выпадения осадков, уровень ближайших естественных источников.
3. Ориентация на преобладающий тип растительности. Помогает определить залегающий пласт на глубине до 15 м.

Самым точным способом является заказ услуги пробного бурения. Такая проверка выявит самую качественную и чистую воду, существенно сократив время непрофессиональных изысканий.

Как узнать длину уже пробуренной?

Определение глубины имеющейся на участке скважины может потребоваться с целью ее ремонта (снижение дебита или пропускной способности), или перед вводом в эксплуатацию, с приобретением необходимых комплектующих. Далее опишем самые эффективные способы определения глубины источника.

О капитальном ремонте скважин читайте здесь, о подземном — тут, текущем — здесь.

Проверка документации

Буровая компания, которая ранее провела бурение и обустройство скважины, обязана выдать технический паспорт, в котором указана глубина источника. Этот документ также входит в перечень документации при получении лицензии, в которой также указана общая глубина скважины.

Обращение в буровую компанию

В буровых компаниях могут точно указать глубину скважины на конкретном участке:

• должна сохраниться копия паспорта скважины, если бурение проводилось именно этой компанией, достаточно указать адрес участка;
• определение глубины по карте залегания водоносных пластов;
• определение по документации ближайших скважин (соседей, промышленных объектов).

Если данных нет, то следует заказать исследование с использованием профессионального оборудования.

Заказ исследования

Самый точный способ определения множества параметров источника. Геологическое исследование проводится при помощи точного оборудования, которое выявит:

• глубину залегания ствола,
• его параметры,
• глубину пласта и возможный дебит.

Исследование снимает сразу ряд проблем с дальнейшей эксплуатацией скважины.

Специальные приборы для определения

Большинство приборов для измерения глубины скважины представляют собой груз, в качестве которого может выступать измерительный зонд или простое утяжеление. Зонд подвешивается на трос, кабель или веревку.

Все данные поступают на считывающее устройство:

1. Механический способ. Используется рулетка со стальным грузом. Груз опускается на самое дно источника. Замер проводится по уровню, который отмечается на размеченной стальной полосе. Метод механического замера не точен и применяется для скважин глубиной до 30 м. Такой замер опасен тем, что при механическом повреждении ствола, груз может застрять или оборваться.
2. Магнитный замер. Для замера глубины используется магнитный глубиномер. Устройство состоит из магнитного зонда, удерживающей кабеля с магнитной разметкой и считывающего устройства. Зонд излучает сильное магнитное поле, которое отражается от воды. На самом кабеле нанесены метки, которые позволяют определить точную глубину погружения устройства.
3. Акустический замер. Для его проведения применяется акустический глубиномер. Прибор состоит из зонда, удерживающего троса и приемного устройства. Зонд опускается в скважину и через определенные промежутки времени выдает акустический сигнал, который отражается от воды. Скорость отражения фиксируется приемным устройством и на основе этих данных производится автоматический расчет глубины.

Специальное оборудование имеет рассчитанные характеристики и геометрию, которые препятствуют заклиниванию и обрыву зонда. Опускать в ствол молотки, ломы и иные тяжелые предметы, не предназначенные для замера, запрещается.

Углубление забоя — когда возможно и как проводится?

Возможность углубления скважины зависит от ее типа, грунта и глубины. Углублению могут препятствовать посторонние предметы или деформация самого ствола.

Увеличение глубины возможно:

1. Для неглубоких песчаных скважин. Может проводиться методом промывки в случае заиливания или методом пробоя. Промывка проводится при помощи подачи воды под давлением. Пробой на новую глубину потребует увеличения длины ствола.
2. Песчаные скважины также могут быть очищены, что также увеличивает их глубину. Если позволяет диаметр трубы, то чистка и углубление проводятся методом забора грунта желонкой. Желонка опускается на дно источника, в нее набирается грунт, фиксируется запорным клапаном и поднимается на поверхность. Метод трудоемкий, но для песчаных рыхлых грунтов эффективный.
3. Артезианские глубокие скважины. Тут уже требуется привлечение специальной бригады и буровой техники. Скважина пробуривается для необходимой глубины, с увеличением числа дополнительных обсадных труб. Метод трудоемкий, потребует определенных финансовых вложений.

Углубление проводится при сопоставлении стоимости и количества расходных материалов, а также состояния скважины. В большинстве случаев гораздо проще, дешевле пробурить и обустроить новый источник.

Заключение

Глубина водоносной скважины — важный параметр, который учитывается как перед проведением бурения, так и на всем периоде эксплуатации источника.

При определении глубины лучше воспользоваться услугами буровой бригады или использовать профессиональное оборудование для самостоятельного замера данного параметра.