Артезианская вода

артезианская скважина что это такоеВ частных домах не всегда есть возможность подключиться к централизованному водоснабжению. Да и качество воды в водопроводе, как правило, оставляет желать лучшего. Чтобы обеспечить своё жильё хорошей водой, многие стремятся пробурить артезианскую скважину на участке. Обустройство такого источника воды не требует очень больших затрат и полностью обеспечивает жителей частного хозяйства или дачного участка питьевой водой. Артезианская скважина — что это такое?

Обозначение термина «артезианская скважина»

Это словосочетание часто встречается на бутылках с минеральной и питьевой водой. Все, как бы, примерно представляют что это такое, но конкретно объяснить не могут.

На сегодняшний день есть два пояснения этого термина и оба они заслуживают право на существование:


  1. Артезианская скважина — это глубокое отверстие в почве, из которого самопроизвольно под мощным напором вырывается водный поток. Чаще всего такая скважина имеет природное происхождение, но бывают и искусственно созданные экземпляры.
  2. Исключительно рукотворная скважина, которая достаёт до известняковых водоносных земляных прослоек. В этих слоях вода постоянно подвергается давлению, а когда их вскрывают — легко выходит наружу.
на какой глубине артезианская вода
Схема расположения водоносных слоев

Плюсы и минусы

Этот способ обеспечения водой частного дома становится всё более популярным. Это значит, что преимуществ у него немало. Но некоторые отмечают и несколько отрицательных моментов.

К положительным сторонам артезианской скважины на дачном участке можно отнести:

  • Долговечность конструкции. В среднем срок службы артезианских скважин позволяет без проблем эксплуатировать их 50 лет.
  • Постоянный достаточный объём воды. Глубоко размещённые водоносные пласты имеют высокую водоотдачу.
  • Отменные свойства воды. Водные потоки, залегающие на большой глубине, проходят много ступеней природной очистки и не подвержены попаданию канализационных стоков и грунтовых вод. Химические вещества, используемые на огородах, тоже не могут проникнуть так глубоко.

Некоторые недостатки всё-таки есть:

  • Стоимость бурения артезианской скважины гораздо выше, чем обустройство обычной колонки, колодца или скважины на песок.
  • В некоторых местностях вода из артезианских скважин содержит слишком большое количество всевозможных минералов и солей. В лечебных целях периодически такую воду полезно употреблять, а для ежедневного использования её лучше всё-таки очищать дополнительно.
  • Необходимость в получении лицензии на артезианскую скважину.

Глубина бурения артезианской скважины

Отвечая на вопрос, артезианская скважина — что это такое, нужно сказать, что глубина артезианской скважины варьируется от 35 до 250 метров. Отталкиваясь от количества метров заглубления, определяется цена на бурение артезианских скважин на воду и прокладку труб.

артезианская скважина глубина
Глубина расположения водоносных слоев

Самый популярный вариант — это установка обсадной трубы диаметром 133 мм. Вторая труба диаметром 125 мм идет от известкового слоя. В ней располагается насосное оборудование. Артезианская скважина глубина которой 250 м, требует установки телескопической колонны. То есть, сначала на 60-70 м вводят трубы пошире — 133 мм, потом добавляется труба диаметром поменьше и в самом низу ставится труба из пластика диаметром 125 мм.

Разновидности конструкций


Классическая конструкция скважины

Для обустройства такой скважины требуется одна металлическая труба для обсадки, которая также выполняет роль эксплуатационной. Пробурить скважину без дополнительных труб возможно, если в известняке нет глиняных и песчаных прослоек. До начала известнякового слоя используется труба, а последний пробуренный участок скважины до водоносного известняка не требует обсады, так как деформации маловероятны. Оптимальный диаметр труб в однотрубной конструкции составляет 159 или 133 мм. В классической конструкции скважины вода поднимается до середины и чуть выше, поэтому установка насоса производится в конце обсадной трубы.

устройство артезианской скважины
Однотрубная артезианская скважина

Скважина с двойной обсадной трубой

Эта конструкция предполагает наличие дополнительной обсадной трубы в области сухого известняка. Металлическая труба устанавливается до известковой прослойки, а потом в неё продвигается пластиковая труба немного меньшего диаметра, которая проходит через весь известняк до водоносной линзы.


конструкция артезианской скважины
Конструкция с двойной трубой

Артезианская скважина с кондуктором

Если поверхность почвы изобилует плывунами, то перед обсадной трубой необходим кондуктор. Это, по сути, труба немного большего диаметра, чем обсадная, которая ставится сверху и защищает обсадную трубу от излишнего давления.

скважина с кондуктором
Скважина с кондуктором

Если устраивая артезианский колодец, вы собираетесь делать кессон, то кондуктор можно очень удачно совместить со стенами кессона.


Артезианская скважина с телескопической конструкцией

В этой скважине используется две или более обсадных труб. Делается это в случае неустойчивости грунта выше слоя известняка. Телескопической конструкцию окрестили потому, что изначально в пробурённую скважину спускают самую широкую металлическую обсадную трубу, которая заканчивается в слое валунов. В неё до известняка пропускают ещё одну, тоже из металла, но поменьше диаметром. Если замечены прослойки глины, то во вторую трубу вставляется третья — из пластика, которая уже достаёт до воды.

Документальное оформление

Если вам нужно получить разрешение на артезианскую скважину, то приготовьтесь выполнить несколько требований:

  • Все постройки и деревья должны быть к скважине не ближе, чем за 30 м.
  • Не ближе, чем на 200 м, должны быть расположены источники биологического загрязнения. Это скотные дворы, фермы, канализационные отстойники и т. д.
  • Химические предприятия, заправки, автомастерские — в радиусе от 300 м.
  • Между двумя артезианскими скважинами разрешается расстояние минимум сто метров.

Чтобы повысить свои шансы на положительный исход при подаче заявления на бурение, можно оградить участок каким-то забором, радиусом не менее 30 м.

Документы для подачи заявки

  • Документ, подтверждающий право собственности на участок.
  • Договор аренды, если участок не в собственности.
  • Кадастровый план участка.
  • Генплан застройки данного участка.
  • Ситуационный план.

После того, как артезианская скважина на дачном участке или в частном хозяйстве будет обустроена, её необходимо оформить, как официальный источник воды. Для этого подаются такие документы:

  • Проект скважины для проведения экспертной оценки.
  • Подтверждение обустройства санитарной зоны.
  • Подтверждение о пригодности употребления воды в пищу.

Последовательность работ по бурению

  1. Рыхление породы.
  2. Забор шлама из скважины.
  3. Ввод обсадных труб.
  4. Монтаж оборудования для откачки воды.

Дальнейшее обустройство

артезианская скважина на дачном участке
Готовая система водоснабжения из артезианской скважины

После бурения скважины нужно провести ещё ряд обязательных работ:

  • Монтаж кессона из пластика, бетона или стали.
  • Встраивание глубинного насоса.
  • Установку и наладку электропроводки и оборудования.
  • Установку автоматического блока и гидроаккумулятора.
  • Прокладывание труб к точкам водозабора.
  • Оформление внешнего вида скважины. Тут есть полный простор для фантазии, можно задекорировать её под красивый колодец или беседку.

пробурить скважину на участке своими рукамиНаша другая статья подробно описывает, как пробурить скважину на участке своими руками на песок и что для этого понадобится.

Сравнение колодцев и скважин по различным параметрам представлено в этом материале сайта.

Несколько способов изготовления скважинных кессонов есть здесь http://okanalizacii.ru/vodosnabzhenie/skvazhina/kesson-dlya-skvazhiny-svoimi-rukami.html

Во сколько обойдётся артезианская скважина?

На стоимость всего комплекса работ влияет несколько факторов:

  • Сколько стоит артезианская скважина зависит от того, на сколько метров артезианская скважина заглублена, то есть, на какой глубине артезианская вода находится на вашем участке.
  • Чем сложнее конструкция, тем выше цена.
  • Разные способы бурения требуют применения разного оборудования и техники. Чем больше ресурсов нужно задействовать, тем дороже обойдётся бурение.
  • Насосы и другие электроприборы имеют разные характеристики и, соответственно, разную стоимость.

Совет: Рекомендуется предварительно изучить карту глубин артезианских скважин, чтобы иметь представление какова глубина залегания артезианских вод в вашем регионе.


Итак, можно сделать вывод, что цена на устройство артезианской скважины состоит из оплаты стоимости буровых работ, проезда специализированной техники и использования специнструментов, цены на трубы, их прокладку и расходные материалы, стоимости внешнего обустройства скважины и тестовой прокачки системы.

Как правило, стоимость всего комплекса работ по бурению рассчитывается за один погонный метр проходки. В среднем это составляет 2000-4000 р. Ну, а полное обустройство артезианской скважины обойдётся где-то в 150000-350000 рублей.

okanalizacii.ru

артезианская вода польза и вред

Артезианская вода, польза и вред которой уже давно известна многим людям, считается самой чистой. Еще ее называют «древней». Сегодня такую воду можно приобрести в любом магазине и наслаждаться ее вкусом, но при этом следует учитывать, что она имеет как плюсы, так и минусы, о которых нужно знать.

Химический состав артезианской воды

Вода, которая находится в глубоких пластах земли и выходит на поверхность под давлением, и называется артезианской. Причем в такой воде нет никаких загрязнений внешней среды, и она считается самой чистой и полезной. Пласты земли определяют состав артезианской воды. В ней могут содержаться следующие элементы:


  • железо;
  • фтор;
  • марганец;
  • магний;
  • кальций;
  • натрий;
  • калий.

Конечно, могут содержаться в этой воде и не слишком полезные микроэлементы. Стоит сказать, что в ней также может содержаться большое количество солей, но перед употреблением такую воду обычно отфильтровывают и убирают вредные вещества.

Польза артезианской воды

Артезианская питьевая вода исключает содержание вирусов, бактерий и микроорганизмов, но из-за особого состава и примесей такую воду пить сразу же со скважины нельзя, она должна отстояться и быть отфильтрованной.

Эта вода будет полезна для образования костной массы и физического развития. Она очень вкусная и насыщает организм полезными веществами. Ее часто назначают в качестве профилактики многих заболеваний, в том числе и нервных расстройств.

артезианская питьевая вода Недостатки артезианской воды

Основным минусом артезианской воды является то, что она очень засолена, поэтому требует хорошей очистки перед употреблением.
и этом следует тщательно проверять весь химический состав для того, чтобы исключить наличие вредных микроэлементов, которые могут нанести вред организму. Следует обратить внимание на то, что избыток определенных химических элементов, даже полезных, может негативно отразится на здоровье человека, поэтому рекомендовано перед ее употреблением проконсультироваться с врачом. Он сможет порекомендовать суточную норму, необходимую для поддержания организма в тонусе. При этом рекомендовано приобретать только качественную воду от проверенных производителей, которые могут гарантировать качественную очистку.

womanadvice.ru

Чем артезианские воды отличаются от грунтовых?

Несмотря на то, что оба вида воды залегают в глубине земли, отличия у них бывают весьма существенные. В первую очередь следует отметить глубину залегания. У артезианского слоя этот показатель составляет от ста до трехсот метров, а у грунтовых вод – от пяти до пятидесяти.

Рис. 2 Взаимное расположение вод
Рис. 2 Взаимное расположение вод

Если бурят артезианскую скважину, то есть вероятность, что вода пойдет самотеком. Из скважин других типов ее всегда требуется выкачивать насосом.

На состав глубинных вод поверхностные осадки и источники загрязнений практически не оказывают воздействия. Верхний водоупорный слой защищает от проникновения всевозможных стоков. Та же вода, которая все же просочится в области питания, проходит через слои грунта и тщательно очищается.

Вода в артезианском водоносном слое отличается максимальной чистотой. В ней отсутствуют загрязнения антропогенного характера, различные органические вещества и бактерии. Все эти компоненты могут попадать в грунтовые воды. Проходя через относительно небольшую толщу грунта, они отфильтровываются лишь частично.

Химический состав

Чистота артезианской воды вовсе не означает, что в ней полностью отсутствуют естественные включения. Напротив, в ней часто бывает слишком много железа или солей жесткости. Химический состав артезианских вод напрямую зависит от условий формирования конкретного бассейна или ее части. Наличие поблизости железной руды приводит к появлению в воде значительного количества ионов этого элемента. Жесткость придают соли, вымываемые из известняков. Также из минералов, находящихся в земной коре, в воду попадают магний и марганец, фтор и многие другие элементы.

Наличие химических элементов не делает автоматически воду опасной. Они требуются организму человека и обессоленная жидкость гораздо опасней. Но чрезмерное содержание каких-либо солей приводит к негативному воздействию на здоровье человека, на водопроводную систему и приборы, контактирующие с водой.

Все это приводит к необходимости устанавливать различного рода фильтры. Обычно люди, использующие воду из артезианского источника, удивляются необходимости ее фильтровать.

Достоинства воды из артезианского источника

Среди достоинств артезианской воды следует отметить ее наибольшую полезность. В ней отсутствуют бактерии и вирусы, поэтому нет опасности заболеть. Однако употреблять воду без обработки можно только после проведения химического анализа. Если количество микроэлементов в ней такое, какое соответствует нормам, то можно не беспокоиться. Если же нет, то состав нормализуется при помощи фильтрации.

Существенным плюсом артезианских вод являются высокие вкусовые характеристики. На них не влияют антропогенные воздействия и другие негативные факторы.

На глубинный слой не оказывают влияния внешние факторы. Запас воды не зависит ни от количества осадков, ни от других климатических факторов. Производительность артезианской скважины такова, что водой можно обеспечить коттеджный поселок.

Оценивая преимущества артезианских вод, не стоит забывать о недостатках. Чаще всего они обладают высокой минерализацией, а значит, потребуется фильтр. Поскольку растворенные вещества бывают самыми разными, сначала надо провести анализ. Фильтровальную установку должен подбирать специалист на основе этих данных.

Стоимость бурения и обустройства скважины нередко оказывается весьма значительной. Увеличиваются вложения и необходимостью очистки.

Советуем почитать: Артезианская скважина что это такое?

oburenie.ru

Общие сведения.

Артезианские воды – это подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением.

Водоносными являются пласты, сложенные песками, известняками, трещиноватыми песчаниками и сланцами и многими другими разностями пород; водоупорными – глины, плотные сланцы и др.
Некоторые исследователи (О.К. Ланге, М.М. Крылов, С.А. Яковлев и др.) артезианские (напорные) подземные воды, заключенные между водонепроницаемыми породами кровли и подошвы, называют межпластовыми водами.

Артезианские воды получили свое название от провинции Артуа в южной Франции (древнее латинское название – Артезия), где в ХII в. впервые в Европе был пройден артезианский колодец, вскрывший самоизливающуюся воду.

Следует, однако, отметить, что в древнем Египте и Греции, колодцы с напорной водой были известны еще 4000 лет назад. В Китае проходились колодцы при династии Хань (206-220 гг. н. э.), когда глубина отдельных колодцев достигала 130.м. Во Франции же впервые бурение скважин было осуществлено в провинции Артуа только в 1126 г.
В древней Руси широко применялось бурение скважин для добычи рассолов. Так, в духовной великого князя Ивана Калиты (1338 г.) упоминается о «соляных колодезях» Соль-Галицка. Другие исторические записи указывают, что «водяные колодези», дающие пресную воду, существовали, начиная с XVI в.

Первоначально артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.
Артезианские воды залегают, главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, в пределах как относительно крупных геологических структур (синклиналей, моноклиналей и др.) на платформах, так и средних и малых межгорных впадин.

Геологические структуры, заключающие в себе напорные воды, обычно сложены породами дочетвертичного возраста. Имеются, однако, районы, где напорные воды встречаются в четвертичных отложениях. Нередко в зонах тектонических нарушений (сбросов, взбросов, разломов и т. п.) наблюдаются восходящие источники, иногда имеющие повышенную температуру воды.

В природе, однако, условия залегания артезианских вод значительно сложнее. К этим условиям относятся литологическая изменчивость водоносных пластов, гидравлическая связь вод смежных водоносных горизонтов вследствие невыдержанности изолирующих водоупорных пластов, тектоническая нарушенность пластов, непостоянство химического состава вод и др.

В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.
Артезианские воды имеют довольно постоянную температуру, зависящую от глубины залегания водоносного пласта. Будучи изолированы от загрязнения с поверхности водонепроницаемыми слоями, артезианские воды обычно отличаются высокими санитарными показателями.

В зависимости от сложности геологического строения в артезианском бассейне или какой-либо другой геологической структуре может быть несколько водоносных пластов, изолированных один от другого водоупорными породами. Вследствие несовершенства водоупорных перекрытий (наличия «окон», фациальных изменений) водоносные пласты во многих районах оказываются гидравлически связанными.
Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые – в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах бывшего СССР на глубине от 100 до 1000 м). Вода в артезианских бассейнах по большей части прозрачна, бесцветна, но очень часто содержит много минеральных солей, является жесткой и негодной для питья. Температура ее более или менее постоянна в различные времена года и определяется температуру глубоких слоев земли, через который проходит артезианский колодец (от 9° до 24°).

Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.

На территории бывшего СССР, ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. кв. км. Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.

Структура артезианского бассейна.

Артезианский бассейн – это бассейн подземных вод, приуроченный к отрицательной, геологической структуре (синеклизе, мульде, прогибу, межгорной впадине), содержащей напорные пластовые воды. Крупные артезианские бассейны в Российской Федерации – Западно-Сибирский, Московский.

В пределах артезианского бассейна различают три области (рис. 1):

  • питания;
  • напора;
  • разгрузки.

1
Рис. 11. Артезианский бассейн

Области питания водоносных горизонтов располагаются на более высоких отметках поверхности. Здесь водоносные пласты могут заключать в себе безнапорные воды (воды, имеющие свободную поверхность), дренируемые местной гидрографической сетью.

Область разгрузки – площадь выхода напорных вод на поверхность земли. На этой площади обычно наблюдаются восходящие источники, рассеянные и линейные выходы подземных вод.
В области разгрузки напорные воды выходят на поверхность в виде восходящих источников. При этом вода может появляться на поверхности или в виде концентрированных струй на речных террасах, коренных берегах речных долин и т.п., или в виде распыленных пластовых выходов, прослеживаемых на некотором протяжении.

В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе артезианские воды из верхнего горизонта перетекают в нижний.

Различают артезианские бассейны и артезианские склоны. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне, последняя находится рядом с областью питания.

Артезианские воды могут быть гидравлически связаны с грунтовыми водами на участках, где размыты кроющие водонепроницаемые пласты, или же их фациальному изменению, т. е. переходу в проницаемые разности пород. В зависимости от соотношения уровней подземных вод на таких участках будет иметь место или расход, или пополнение запасов артезианских вод. Если пьезометрическая поверхность артезианских вод располагается на более высоких абсолютных отметках по сравнению с отметками зеркала грунтовых вод, напорные воды будут питать грунтовые, при обратном соотношении отметок горизонтов подземных вод грунтовые воды будут питать артезианские. В последнем случае на отдельных участках вследствие невысокого санитарного состояния грунтовых вод может быть снижено качество артезианских вод.

Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.

Восходящие источники обязаны своим происхождением гидростатическому напору, характерному для артезианских бассейнов и склонов. Их выходы в виде бьющих вверх струй приурочены к основным краевым областям разгрузки артезианских бассейнов и нередко связаны с зонами тектонических разрывов и других, нарушений. Это могут быть эрозионные источники напорных вод или источники, пробивающиеся через относительно, слабо проницаемые отложения, перекрывающие водоносный горизонт, или восходящие по линии сброса, и др. Во многих акваториях Земли зафиксированы восходящие субмаринные источники подземных вод. Такие мощные восходящие струи издавна известны на дне Средиземного моря и других внутренних морей, где они встречаются на различных глубинах в области шельфа, а местами и континентального склона, а также во многих районах Атлантического, Индийского и Тихого океанов.

Запасы артезианских вод

Фонтанирующая скважинаЗапасы подземных вод в артезианских бассейнах различны и зависят от многих природных факторов. Чем больше площадь распространения артезианского бассейна, чем значительнее мощность водоносных пластов и чем больше площадь питания и интенсивнее происходит питание, тем более крупными запасами воды обладает артезианский бассейн. Водообильность одиночных или взаимодействующих горных выработок (шахт, скважин, шурфов и др.), помимо перечисленных факторов, зависит также от водопроводимости отдельных водоносных пластов.

Одним из основных видов изучения артезианских вод служит разведочное бурение. В процессе разведки выявляется глубина залегания пластов, содержащих напорные воды, проводятся пробные и опытные откачки, обследуются восходящие источники, определяется качество воды и т. д. При определении запасов воды, заключенных в напорных пластах, рекомендуется учитывать размеры артезианских бассейнов. В артезианских бассейнах с большой площадью распространения, когда потребное количество воды составляет ничтожную величину по сравнению с запасами бассейна, разведочные работы ограничиваются бурением скважин, опытной откачкой и физико-химическим исследованием подземных вод. При малых размерах артезианских бассейнов, например в межгорных долинах, необходимое количество воды может приближаться к природным запасам бассейна. В таких бассейнах обычно проводятся детальные гидрогеологические исследования, заключающиеся в комплексной геолого-гидрогеологической съемке, бурении скважин, опытных откачках и режимных наблюдениях.

Запасы подземных вод, как и запасы твердых полезных ископаемых, в зависимости от степени разведанности подразделяются на три категории:

  • к категории А относят детально разведанные и опробованные запасы;
  • к категории В – менее разведанные;
  • к категории С – запасы, установленные по общим геологическим и гидрогеологическим данным.

Выделяются следующие виды запасов подземных артезианских вод:

  • естественные – естественный расход подземного потока;
  • регулировочные – представляют собой подземные воды, пополняемые в области питания путем поглощения атмосферных и поверхностных вод;
  • вековые, которые накопились в пластах в течение многих веков и могут быть извлечены при полном осушении пластов;
  • эксплуатационные запасы, т. е. запасы, которые можно использовать для нужд народного хозяйства.

Дебит скважин, вскрывших напорные водоносные пласты, колеблется в зависимости от местных условий (водопроводимости пластов, высоты напора, величины понижения уровня и т. п.) от нескольких единиц до десятков и даже сотен кубических метров воды в час.

При близком расположении скважин, эксплуатирующих один и тот же водоносный горизонт, они будут оказывать взаимное влияние, которое сказывается как на уменьшении производительности взаимодействующих скважин, так и на снижении пьезометрического уровня. Такое взаимодействие скважин отмечено во многих местах, как в России, так и на территориях других государств.

Искусственные сооружения в районах артезианских вод.

Движение напорных вод в артезианских бассейнах обычно направлено от областей питания к областям разгрузки. При вскрытии буровыми скважинами артезианские воды под напором поднимаются выше кровли водоносного пласта и при благоприятных геоструктурных условиях дают самоизливающуюся струю воды на поверхности земли. Несмотря на это, большей частью приходится извлекать артезианские воды на поверхность с помощью насосов, но там где вода под напором поднимается выше поверхности земли, высота напора над устьем скважин превышает 30 м и даже достигает 150 м. Весьма редко вскрываются воды с более высоким напором (до 110 атм.).

При эксплуатации одного или нескольких артезианских пластов системой взаимодействующих скважин создается тех или иных размеров депрессионная воронка, в пределах которой на значительной площади пьезометрический уровень может быть снижен ниже поверхности земли. Таким образом, подразделение напорных вод на воды с положительным и с отрицательным пьезометрическим уровнем условно. Снижение пьезометрического уровня ниже поверхности земли при эксплуатации наблюдалось в Ставропольском крае, где сравнительно небольшое число первых скважин давали воду самоизливом. При увеличении числа эксплуатационных скважин расширились контуры и глубина районной депрессионной воронки, что повлекло за собой снижение уровня ниже дневной поверхности. По этой причине для дальнейшей эксплуатации пришлось скважины оборудовать насосными установками.

При бурении скважин, в случае установления пьезометрического уровня выше поверхности земли для определения его высоты над устьем скважины навинчивают трубы (при небольших напорах) или, при высоких напорах, закрывают устье скважины герметически. В последнем случае к трубам, заключающим в себе напорные воды, присоединяют манометр, по которому определяют давление воды в сква­жине.
Каптаж – комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод (также нефти и газа), вывод их на поверхность Земли и возможность эксплуатации при устойчивых во времени оптимальных показателях (дебит, химический состав, температура и др.).

Перехват подземных вод осуществляется сооружением водозабора.

Культура каптаж известна с ранних эпох цивилизации и достигала высокого уровня в Древнем Риме (термы императора Каракаллы, водопроводные сооружения), Месопотамии, Северной Африке (Акве-Флавнане), Средней Азии, на Кавказе (кяризы) и др.

Современные каптажные сооружения для подземных вод отличаются большим разнообразием типов и конструкций, учитывающих особенности гидрогеологических условий местности, состав воды, технические и санитарные требования, определяемые заданными режимами водопотребления и целевым назначением эксплуатируемых вод.

Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец, перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов. При вскрытии нескольких водоносных слоев горизонт, намеченный к эксплуатации, изолируется от ниже- и вышележащих слоев путём их тампонажа.

Артезианский колодец представляет буровую скважину, по которой поднимается вода из глубины земли. Земная кора образована из слоев различного состава и конфигурации; одни из них (как, например, песок) легко пропускают воду, другие же водонепроницаемы (гранит, глина и пр.). Атмосферная вода просачивается через один слой и скапливается под ним. Диаметр буровых скважин несколько сантиметров, длина же доходит до нескольких сот метров. При вскрытии буровыми скважинами в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.

Важнейший показатель артезианского колодца дебит (от франц. debit — сбыт, расход), объём воды, поступающий в единицу времени из естественного или искусственного источника (колодца, буровой скважины и др.). Дебит жидкости выражается в литрах в секунду или кубических метрах в секунду, час или сутки. Дебит характеризует устойчивое поступление жидкости в течение длительного времени. Объём воды, протекающий в единицу времени через поперечное сечение реки или водоносного горизонта, называется расходом воды.

Этот же термин часто применяют для объёма воды, получаемого при искусственной откачке воды из колодцев и скважин, в процессе которой подаваемое количество жидкости зависит от способа и интенсивности откачки и понижения её уровня. Для характеристики производительности водозаборных скважин служит удельный дебит (дебит, отнесённый к понижению уровня воды при откачке на 1 м).
Дебит скважины или колодца зависит от водопроницаемости и мощности водоносного слоя, условий его питания, распространения и взаимосвязи с другими водоносными горизонтами, наличия напора и прочего, а также от условий эксплуатации водоносного горизонта, степени его вскрытия, понижения уровня воды при откачке, типа фильтра и др. факторов.

Устраивают артезианские колодцы с целью:

  • сбора подземных вод для водоснабжения и орошения – водозаборные колодцы. Водозаборные колодцы наиболее распространены, особенно для получения питьевой воды. По конструкции, способу строительства и креплению стен различают шахтные и трубчатые колодцы.
  • пополнения запаса подземных вод поверхностными водами или сброса дренажных и осветлённых канализационных вод – поглощающие колодцы. Поглощающие колодцы применяют для осушения замкнутых понижений (один из видов вертикального дренажа).
  • регулирования забора воды из рек, озёр, водохранилищ – береговые колодцы. Береговой колодец представляет собой камеру, разделённую решёткой, в приёмную часть которой по трубе поступает вода из реки или др. источника.

Наряду с колодцами применяются штольни – протяжённые горизонтальные или слабонаклонные горные выработки, сооружаемые в сильно пересечённых местностях. Иногда штольни сопровождаются системой наклонных, горизонтальных или восстающих скважин, пробуриваемых в боковых стенках и забойной части подземной галереи для увеличения притока воды. Каптаж штольнями осуществлен в России в Пятигорске; за рубежом – в Баньер-де-Люшоне (Франция), Бен-Харуне (Алжир) и др.

Каптаж безнапорного источника может осуществляться с помощью камеры.

Наиболее распространённым типом каптажных сооружений являются буровые скважины – одиночные или групповые. Механизированная проходка скважин обеспечивает вскрытие водоносных горизонтов и зон в весьма сложных горно-геологических условиях на глубинах до 2 км и более. При этом удаётся надёжно разобщать водоносные горизонты в скважинах (обсадка трубами, цементация затрубного пространства), предотвращать обвалы стенок и прорыв воды по затрубному пространству, а также устанавливать насосное оборудование, обеспечивающее отбор с заданными эксплуатационными дебитами. Для обсадки таких скважин обычно применяются стальные трубы. При эксплуатации агрессивных подземных вод (углекислых, сероводородных, с низким pH и др.) каптажные скважины обсаживаются трубами из антикоррозийных материалов: легированных сталей, винипласта, полиэтилена, асбоцемента и прочими.

Надкаптажные сооружения на месторождениях минеральных подземных вод выполняются в виде бюветов, павильонов, галерей.

Длительная эксплуатация водоносных пластов, сложенных тонко- и мелкозернистыми песками, с напором как выше, так и ниже поверхности земли, на некоторых участках приводит к вымы­ванию и выносу на поверхность песчаного материала. В результате водоносные пласты приобретают более рыхлое сложение с образо­ванием в них пустот. Этот процесс на некоторых участках (чаще при глинистом водоупорном перекрытии и неглубоком залегании от поверхности водоносных пластов) приводит к деформациям поверхности земли, прилегающей к эксплуатируемой скважине, со всеми вытекающими отсюда неблагоприятными последствиями для близ расположенных на поверхности инженерных сооружений.

Современные технологии гидрогеологических исследований.

Подземная вода, содержащаяся в порах грунта, трещинах и полостях горных пород, способна перемещаться под действием сил тяжести, в значительной степени влияет на прочностные и деформационные характеристики грунта. Известно, что глинистые и биогенные грунты по мере увеличения влажности теряют свою прочность, а при отрицательных температурах подвержены морозному пучению. Прочность же песчаных грунтов с уменьшением влажности заметно снижается. Увеличение коэффициента фильтрации подземных вод приводит к возникновению суффозионных и карстовых процессов, а их высачивание на склонах косогоров (или на откосах насыпей) – к появлению оползневых процессов.

Существование самих подземных вод зависит от режимообразующих факторов, связанных с изменением действия ранее существовавших и возникновением новых источников питания.
Расположенные вверх по подземному потоку водоемы, промышленные предприятия с большим потреблением воды, инфильтрация утечек из крупных коллекторов систем канализации приводят к повышению уровня подземных вод, а функционирование водозаборов и дренажных систем – к понижению.

Строительство зданий и сооружений с заглубленными фундаментами и освоение подземного пространства может вызвать образование барьерного эффекта и подтопление вышележащих территорий.
Эксплуатация сооружений нередко приводит к загрязнению подземных вод, а также к ухудшению механических свойств грунтов, вмещающих эти воды, с негативными последствиями (например, оползень в г. Витебске весной 2004 г.).

Существенной особенностью изменений режима подземных вод является их скоротечность. Время протекания инженерно-геологических процессов, связанных с подземными водами, оказывается сопоставимым со временем эксплуатации здания или сооружения. Разумеется, что наиболее интенсивные воздействия геологическая среда испытывает в городских условиях. И поэтому здания и сооружения, запроектированные с соблюдением всех требований, через некоторое время могут оказаться в иных условиях (неизвестными становятся места и глубина залегания подземных вод), что снижает их эксплуатационную надежность.

Важным фактором обеспечения эффективного строительства является мониторинг геологической среды. Прямые его методы – зондирование и бурение скважин с отбором проб грунта.
К наиболее распространенным косвенным методам относятся электрометрические, радиоволновые и сейсмические. В городских условиях при наличии плотной застройки и развитой сети подземных коммуникаций бурение скважин зачастую бывает проблематичным, а использование электрометрических и сейсмических методов невозможным. Кроме того, информация, полученная путем бурения скважин, является точечной. Она характеризует свойства только тех грунтов, которые взяты из данной скважины. А широко используемая интерполяция для оценки свойств грунтов, залегающих между двумя соседними скважинами, часто бывает некорректна. Интерполяционная ошибка в оценке геологической и гидрологической обстановки будет тем больше, чем больше расстояние между скважинами. Метод периодического контроля подповерхностной среды должен быть, во-первых, неразрушающим, а во-вторых, непрерывным в пространственных координатах. Этим двум требованиям удовлетворяет радиоволновой метод электроразведки – радиолокационное подповерхностное зондирование. Сущность его заключается в периодическом излучении в подповерхностную среду зондирующих электромагнитных сигналов, приеме сигналов, отраженных от неоднородностей подповерхностной среды, обработке этих сигналов и построении радиолокационного изображения (РЛИ). Этот метод в последние годы часто применяется для обнаружения, картирования и определения типа подземных вод.

Важную роль играет математическое моделирование техно-природной среды, с помощью которого анализируется взаимодействие сооружений и вмещающего их грунтового массива. С применением моделирования построен крупное подземное сооружение – Торгово-рекреационный комплекс (ТРК) на Манежной площади. Его глубокая часть защищена от воздействия грунтов и проникновения подземных вод ограждающей железобетонной конструкцией, возведенной способом «стена в грунте». Со стороны гостиницы «Москва» она устроена из буросекущих свай.

Сегодняшние технологии вполне могут обеспечить безопасное строительство небоскребов, но только в том случае, если в плане безопасности не будут делаться уступки инвестору, из соображений выгоды.

Для обеспечения безопасного строительства в районе артезианских вод необходимо проводить тщательные гидрогеологические исследования в соответствии со сводом строительных норм и правил (СНиП).
Настоящие строительные нормы и правила РФ разработаны на основе законодательных и нормативных актов РФ и содержат общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий, выполняемых при хозяйственном освоении и использовании территорий, для проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации предприятий, зданий и сооружений.

Технические требования и рекомендуемые правила в развитие и обеспечение основных положений СНиП регламентируются и детализируются сводами правил, в которых устанавливается состав и объем работ, технология и методика их выполнения для отдельных видов инженерных изысканий, в том числе для различных видов строительства, выполняемых в районах подземных артезианских вод.

СНиП устанавливают общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий (инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических, изысканий грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод) для обоснования предпроектной документации, проектирования и строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий, а также к инженерным изысканиям, выполняемым в период строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.

Изыскания источников водоснабжения на базе подземных артезианских вод должны выполняться в составе инженерных изысканий для строительства с целью получения необходимых и достаточных данных для проектирования и строительства водозаборов подземных вод.

Изыскания источников водоснабжения необходимо производить, как правило, на участках с достаточными (по региональной оценке) ресурсами подземных вод в простых и средней сложности гидрогеологических условиях без утверждения в установленном порядке эксплуатационных запасов подземных вод для данного водозабора.

При значительной потребности и в сложных гидрогеологических условиях должны выполняться, как правило, геологоразведочные работы с подсчетом и утверждением эксплуатационных запасов подземных вод в соответствии с требованиями нормативных документов Министерства природных ресурсов РФ.

При тесной взаимосвязи подземных и поверхностных вод, когда последние являются основным источником формирования эксплуатационных запасов, изыскания источников водоснабжения должны проводиться в комплексе с инженерно-гидрометеорологическими изысканиями и, как правило, с выполнением стационарных наблюдений.

Изыскания источников водоснабжения необходимо выполнять поэтапно с целью получения материалов и данных с детальностью, обеспечивающей решение следующих задач:

  • инженерные изыскания для предпроектной документации – предварительное определение водоносного горизонта или комплекса, на базе которого может быть обеспечено потребное количество воды, и выделение перспективных участков для последующих инженерных изысканий;
  • инженерные изыскания для проекта на перспективных участках – выбор из них оптимального для размещения проектируемого водозабора;
  • инженерные изыскания для рабочей документации на выбранном участке – получение необходимых материалов для определения типа, схемы размещения, конструкции и режима эксплуатации проектируемого водозабора.

география-земли.рф


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector