Глубина артезианской воды: С какой глубины начинается артезианская скважина

Содержание

С какой глубины начинается артезианская скважина

Решить проблему водоснабжения на загородных участках можно несколькими способами: копкой колодца, обустройством скважины «на песок» или артезианской. Первые два варианта — колодец и скважина «на песок» относятся к бюджетным, не дающим чистую питьевую воду в большом количестве. В последние годы в Подмосковье преимущество все больше отдается созданию артезианских скважин, главный плюс которых чистая вода и сильный напор. 

Что это за скважина?

Артезианская скважина — это подземный колодец, созданный глубоким бурением до водоносного известкового слоя. Глубина колодца варьируется, исходя из местности и особенностей рельефа, и может быть от 30 до 250 м.

При вскрытии известкового слоя удается получать чистую воду, которая естественно фильтруется на большой глубине. Но есть нюанс — эта вода может быть минерализованной, включающей в себя соли магния/кальция/железа/марганца. Если проверка подтверждает сильную минерализацию, необходимо позаботиться о системе умягчения воды.

Читайте также: Из скважины идет вода с глиной и песком. Что делать и как исправить?

В чем ее плюсы и минусы?

К плюсам относят:

Высокое качество воды, не зависящее от погоды, грунта, паводка.

Стабильный поток в любой сезон.

Большую отдачу от скважины (в среднем 3 куб.м/час).

Длительный срок эксплуатации (до 50 лет).

Возможность обустройства на несколько домов.

Возможность увеличения производительности путем применения мощного оснащения.

Но у артезианской скважины есть и минусы, которые важно учитывать:

Не бюджетная стоимость (вопрос решается, если делать скважину в складчину, на несколько домов).

При высокой минерализации нужно будет ставить дополнительное оборудование для смягчения воды.

Специальная консервация объекта, если он не используется.

Документальное оформление.

Нужна ли лицензия на артезианскую скважину?

Обратимся к законодательству РФ, в частности к Закону «О недрах» 2395-1 от 21.02.92. Этот документ относит подземные воды к полезным ископаемым и требует лицензии на право их использования.

Важно знать:

  • лицензию нужно получать, если потребление подземных вод больше 100 куб.м/сутки.
  • если потребление и производительность объекта меньше — лицензия не нужна.
  • предельный допустимый отбор воды — 500 куб.м/сутки.
  • лицензия выдается на 25 лет и затем есть возможность продления.

В некоторых регионах подземные воды добавлены в реестр централизованных горизонтов. Для них нужна лицензия, независимо от потребления и производительности! Уточните этот момент до того, как будете обустраивать артезианскую скважину! Узнать это можно в органах местного самоуправления.

Как проходит оформление лицензии?

Первый шаг — вы предоставляете заявление и свидетельство о праве собственности либо договор аренды.

Далее:

  1. Происходит расчет водопотребления по нормативам.
  2. Дается заключение на пригодность участника для скважины. Требования: участок 60 х 60 (в некоторых случаях 30 х 30) без построек, с ограждением.
  3. Дается заключение на проектирование.
  4. Выполняется геологическая экспертиза.
  5. Скважина ставится на учет.

Получение лицензии на артезианскую скважину — платная (и достаточно дорогая) услуга. Выход и экономия заключается в коллективном пользовании одной скважиной.

Какие этапы создания скважины?

Весь процесс можно разделить на следующие этапы:

Геологоразведка. Выполняемые работы: определение глубины залегания подземных вод, состояния, состава и промерзания грунта, давление и производительность слоя.

Бурение. Выполняемые работы: по выбранной технологии выполняется бурение скважины и ее промывка.

Монтаж. Выполняемые работы: устанавливаются обсадные трубы, погружное оборудование.

Обустройство. Выполняемые работы: монтаж кессона, погружного насоса, гидроаккумулятора, системы автоматики, разводка водовода.

Декор. Выполняемые работы: внешнее декоративное оформление объекта и прилегающей к нему территории.

Это общие этапы, которые могут быть изменены исходя из типа скважины и проекта её обустройства.

Уже после того, как проект будет у вас на руках, можно обращаться за лицензией в Министерство природных ресурсов, а точнее в его местное отделение. На руках у вас должны быть также: подтверждение права собственности и регистрационные документы на землю.

Читайте также: Пошаговая инструкция по правильному бурению скважин на воду

Что влияет на срок службы?

Есть несколько важных факторов, которые могут снизить/увеличить срок службы:

  • правильность и качество работ по бурению и обустройству;
  • хим. состав почвы;
  • регулярное техобслуживание;
  • качество воды.

В среднем срок эксплуатации артезианской скважины составляет 25-30 лет, максимум — 50 лет.

Чтобы увеличить продолжительность службы нужно:

  • проводить регулярное техобслуживание и прокачку;
  • не допускать долгих простоев во избежание заиливания системы;
  • интенсивно качать и использовать воду;

Важно соблюдать и правила эксплуатации гидрообъекта. Тогда он будет радовать вас чистой водой долгие десятилетия.

Как правильно эксплуатировать скважину?

Обратите внимание на эти правила! От них напрямую зависит, как долго у вас будет качественная питьевая вода.

При обустройстве уделите особое внимание выбору насоса! Важна его мощность, которую подбирают с учетом потребностей воды.

Погружное оборудование должно быть защищено от коррозии. Это продлит срок его службы и защитит от ржавчины воду.

Прокачка выполняется 1-2 раза в месяц, зимой — обязательно!

Надежна, герметичная фиксация оголовка необходима во избежание засоров.

Долгий простой скважины не допускается.

Контроль давления очень важен — максимальные границы 2,5 – 6,5 атмосфер, выполняется манометром.

Для насоса раз в полгода нужны профилактические работы, для остальной системы — 1 раз в год.

Если скважина консервируется, то производится поэтапный запуск: плавное включение, 2-4 часа прокачки на макс. оборотах.

Скважина своими руками или с помощью специалистов?

Важно понимать, что артезианская скважина это не колодец, а глубокое, технически сложное гидросооружение. Своими руками ее сможет сделать только специалист, имеющий в арсенале как минимум буровой инструмент, лебедку, электродвигатель. И это при условии неглубокого залегания водоносного слоя и податливого грунта!

Если известняковый водоносный слой залегает глубоко, то лучше привлечь для создания скважины специалистов. Они помогут выбрать всё оборудование, а также проведут все работы по бурению и обустройству.

Что влияет на стоимость работ?

Среди ключевых факторов выделяют следующие:

  • проект, паспорт;
  • материалы для трубы и обсадки;
  • какую технику для бурения будут применять, ее вод;
  • транспортные и дополнительные расходы;
  • прокачка до чистой воды;

Если стоимость одной артезианской скважины разделить на несколько домов, то выходит вполне подъемная сумма. Результат — полноценное водоснабжение чистой водой с хорошим напором, в любое время года!

Читайте также: Где бурить скважину под воду на участке относительно дома

На какой глубине артезианская вода: свой минеральный источник

Скважины – отличный способ получить чистую питьевую воду на несколько лет вперед.

Для того чтобы знать наверняка о качестве воды, стоит определить, на какой глубине артезианская вода, то есть та, которая находится в известняковых породах.

От других грунтовых вод её отличает чистота и насыщенный минеральный состав, полезный для здоровья.

Еще одна особенность – такая скважина активна больше 50 лет, тогда как неглубокие источники дают воду только 5-10 лет.

Виды подземных вод

Бурение артезианской скважины

Под землей в складках грунтов и различных пород находятся залежи воды, которые классифицируются в зависимости от глубины.

Среди них выделяется артезианская – наиболее глубокая и чистая, с вхождением в состав множества полезных для организма человека веществ.

Всего выделяют такие типы вод, которые добывают для питья при помощи бурения скважин:

  • Верховодка
  • Грунтовая
  • Артезианская

По метражу нахождения воды определяют степень полезности для человека, а также количество времени, в течение которого действует источник после его разработки.

Верховодка

Уже первую воду можно добыть всего с 4-5 метров под землей, в зависимости от условий определенной местности. Это песчаные воды, которые скапливаются в грунте из-за постоянных атмосферных осадков, образовывая водоносные слои.

Особенность этого типа – нерегулярное скопление жидкости в одном месте. Вода то приходит, то уходит, в зависимости от сезона слабеет напор или пропадает совсем на длительное время. Объем таких накоплений небольшой, зимой или жарким летом жидкость не может бить из источника из-за отсутствия внутреннего давления.

Эта вода не пригодна для питья, её используют для бытовых нужд: полива, мытья. В некоторых регионах состав опасен для жизни человека, без хлорирования из почвы проникают вредоносные бактерии и бациллы, которые являются источником множества инфекционных заболеваний.

Помимо стандартного набора веществ, в состав таких вод входят минеральные примеси, удобрения и стоки, которые попадают естественным путем в почву: напрямую или с атмосферными осадками. Для применения подобной жидкости в быту используют специальные очищающие фильтры.

В некоторых регионах после обработки верховую воду пьют, используют для приготовления пищи.

Грунтовые воды

Начиная с 10 метров и до 40 в некоторых случаях, можно найти грунтовые воды, которые пригодны для употребления человеком без дополнительной обработки и фильтрации. Жидкость собирается в грунтовых породах, и между ними, на глубине в 40 метров. Для добычи воды используют даже колодцы.

Особенность этих пластов с водой – непроницаемость, потому при бурении жидкость выходит под большим давлением, а один пласт может обеспечить постоянным напором из одной скважины воду в течение 5-10 лет, в зависимости от особенностей источника и местности.

Грунтовые воды зажаты между песчаником и глиной, потому вкус зависит от качеств пород в вашем регионе. Жидкость не нужно обрабатывать специально, чтобы пить, но экологи советуют фильтровать воду, в которой могут встречаться примеси песка, осадок и соли.

Уровень запасов одного источника также зависит от осадков. Потому при длительном похолодании и морозах или засушливом лете источник может пересыхать, а напор уменьшаться настолько, что его поддерживают специальными насосами.

Верховодку и грунтовые залежи можно встретить везде, где регулярно выпадают атмосферные осадки. Это вода низкого качества, с примесями и осадком из песка, глины и минералов.

Экологи рекомендуют перед употреблением проводить дополнительную очистку. Одна скважина может обеспечить частный дом водой на протяжении 5-10 лет с возможными сезонными перебоями.

Что такое артезианская вода

Это залежи воды, которые находятся глубоко под залежами песчаника, известняковых пород под большим давлением. Чтобы обнаружить источник, недостаточно руководствоваться правилами поиска грунтовых вод, которые встречаются повсюду, где выпадают регулярные атмосферные осадки.

Название вод походит еще с XII века, подобные источники использовались во Франции в провинции Артуа. Уже с тех пор известны полезные и целебные свойства глубоких вод, сегодня такие скважины бурят повсеместно, даже для отдельных частных домов. 

Главная особенность такой скважины – вода выходит под огромным напором, по нескольку тысяч литров за час. Источник не требует дополнительного оборудования как насосы с моторами.

Залежи воды находятся в недрах земли, в различных впадинах, трещинах и мешках. Особенность – зажаты между двумя геологическими структурами, которые не пропускают воду.

Сравнение песчаной и артезианской скважины

По составу и своим качествам артезианская вода сильно отличается от грунтовой:

  • Вхождение минералов отличается в каждом регионе, в зависимости от близлежащих земных пород
  • Артезианские воды полностью изолированы от наземных, грунтовых, верхних вод, потому их состав статичен
  • Находится глубже, чем грунтовая, в ней отсутствуют биологические и химические примеси, которые попадают в воду с осадками
  • Это чистая жидкость без вредных примесей и песчаного мутного осадка и солей
  • Дополнительное оборудование для подачи не требуется – вода сама выходит под большим давлением, в отличие от грунтовой
  • Грунтовой резервуар полностью исчерпывается за промежуток времени до пяти лет, артезианский – до 50

Артезианская вода – чистая и изолированная от остальных водных ресурсов Земли.

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.

Важно: простой колодец, даже очень глубокий, не может быть источником артезианской воды. В нем находятся только грунтовые воды.

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.

Важно помнить, что пить воду прямо из источника опасно для здоровья из-за жесткого состава, вхождения химических элементов в большом количестве, особенно фтора и магния.

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

Подобрать нужную систему очистки может только специалист после первичного анализа воды, самостоятельно это делать строго не рекомендуется.

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.

Что такое артезианская конструкция

Артезианская вода зажата в земных породах под большим давлением. Потому она самостоятельно выходит на поверхность под высоким внутренним давлением бассейна. Некоторые источники даже образовывают фонтаны.

Буровая установка

Особенность такой конструкции – полная изоляция от других наземных и подземных водных ресурсов.

Потому она способен круглогодично обеспечивать статичный поток качественной питьевой воды, которая не может быть зараженной извне.

Стоимость работ достаточно высока, потому распространен принцип бурения артезианской скважины в складчину – объединяясь с домовладельцами по соседству.

Самостоятельно организовать поток артезианской воды нельзя.

Для этого привлекают специалистов по бурению скважин.

Технология также включает и организацию специальной конструкции, которая контролирует напор без электрической техники. Производительность такой скважины составляет до 3000 литров воды за час, потому необходимо профессиональное обустройство скважины.

Сначала сооружают артезианскую скважину, наземную конструкцию, а после определяют необходимую глубину бурения. Стандартный показатель – 50-75 метров. В некоторых случаях достаточно и 20-25 метров, а в других приходится бурить до 100-200 метров.

Самостоятельное бурение скважины невозможно из-за большой глубины и сложности работ, связанных с правильной организацией наземной конструкции.

Как бурят скважину с артезианской водой

Сооружение конструкции проходит в несколько главных этапов:

  • Определение месторасположение артезианского бассейна под землей
  • Геодезия местности для выявления возможной глубины
  • Определение возможных объемов бассейна – перспективных запасов воды
  • Просчет гипотетического времени пользования скважиной
  • Начало работ по установке наземной конструкции
  • Бурение самой скважины на просчитанную глубину

Важно: разведочные работы по бурения для определения местоположения проводить нельзя. В любой местности на различной глубине присутствует небольшой слой артезианской воды, зажатой между пластами земных пород.

Подобную разведку проводят только для источников с глубиной до 25 метров. В процессе бурения скважины задействуют:

  • Специальные буровые установки, рассчитанные под гипотетическую глубину скважины
  • Автомобили с буровым оборудованием для отверстий глубиной 100-350 метров
  • Специальные трубы с фильтрующей установкой, которые устанавливаются в первую очередь, чтобы при выходе под большим давлением вода не разрушила устойчивость окружного грунта
  • Проводится разводка трубопровода на поверхности и под землей для подачи воды в помещения
  • Устанавливаются фильтры для очищения воды на выходе из скважины и на заходе в домашнюю систему водоснабжения

Бурение артезианской скважины возможно только с привлечением мастеров и специализированной техники.

Преимущества артезианской скважины

Автономное водоснабжение позволяет полностью обеспечить себя чистой и не зараженной водой на много лет вперед. Это наиболее распространенный тип водоснабжения вне города.

Конструкция рассчитана на длительную эксплуатацию 1-2 поколениями, средний возраст скважины – 50 лет и больше, в зависимости от запасов воды в артезианском бассейне и качестве технического обслуживания.

Важно: используйте при обустройстве конструкции только качественные и долговечные материалы, срок эксплуатации которых превышает 40-50 лет. Позаботьтесь о регулярной диагностике и замене фильтров, тогда скважина может действовать практически вечно.

При оборудовании скважины очень важно, на какой глубине артезианские воды, от этого зависит стоимость бурения. При кооперации с соседними домовладельцами вы получаете пожизненный запас бесперебойной воды по разумной стоимости.

Артезианские воды признаны наиболее чистыми на планете, в них присутствует сбалансированный химический состав, который приносить только пользу при грамотной фильтрации. Установка скважины на участке позволяет обеспечить пожизненный запас чистой и полезной питьевой воды, сэкономить на постоянных тратах на центральное водоснабжение.

Процесс бурения артезианской скважины показан на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Глубина артезианской скважины, где бурить и выбор подрядчика

Глубина залегания водоносных известняков достигает от 50 до 200 метров. Собравшись бурить артезианскую скважину, необходимо получить результаты гидрогеологических исследований либо карту глубин для проведения работ, чтобы определить метод бурения и узнать предварительную стоимость работ




Когда вы начинаете осознавать необходимость доступа к главному жизненно важному ресурсу — воде, возникает масса вопросов связанных со способами её добычи, ценой и сложностью работ. Популярный, экологичный и эффективный путь в данном случае — бурение скважины. Среди прочих вопросов, одним из ключевых и непосредственно влияющих на весь комплекс работ — глубина артезианской скважины. Вы должны ознакомиться с процедурой её замера, получения официальных данных о геологии местности и выбора подрядчика. Что нужно знать, решая данные вопросы и куда нужно обращаться? Прежде всего стоит разобраться с видами водных недр и их особенностями.

Отличия грунтовых и артезианских вод

Особенность водоносных горизонтов и их глубина напрямую влияют на основные характеристики скважин и качественные показатели питьевой воды.

Сравнительная таблица поможет понять главные отличия:
Грунтовые воды Артезианская вода
Глубина до 30м от 30 до 200 м
Производительность до 50 л/м до 170 л/м
Срок службы не более 10 лет до 50 лет и более

Грунтовые воды, находясь в водоносных песках, сильно подвержены техногенному влиянию, что повышает уровень их загрязненности в разы по сравнению с артезианской водой. При этом известняковые горизонты дают большую производительность за счет особенностей структуры.

Схема слоев грунта

Где залегает артезианская вода

Для того чтобы добраться до артезианской воды, необходимо пройти ряд слоев грунта. В зависимости от региона, уровень залегания и толщина каждого из них может отличаться. Отсюда и различие в уровне залегания известняковых горизонтов.

Слои грунта:

  • верхние слои почвы, под которым находится так называемая верховодка — вода неглубокого залегания, рекомендованная только для технических нужд;
  • сухоглинок — песок с примесью глины, первый водоупорный слой;
  • водоносные пески — спрессованная порода, богатая грунтовыми водами, объем которых напрямую зависит климатических условий и близости водоемов;
  • второй слой сухоглинка, задерживающий воду в песчаном горизонте;
  • глина — задерживает воду в более глубоких известняковых горизонтах;
  • водоносные известняки, несущие артезианскую воду.

Уровень залегания

Глубина водоносного горизонта зависит от геологии конкретного региона. Где-то она может быть близко к поверхности, на уровне до 50 метров, а где-то известняки находятся на глубине сотен метров. Чтобы выяснить это, необходимо обратиться в специализированные компании, имеющие сводные данные по конкретному региону, либо получить уже готовые результаты гидрогеологических изысканий. Занимаются подобными исследованиями ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ (ВСЕГИНГЕО), а также ряд частных фирм. Компании, занимающиеся бурением скважин, как правило, имеют карты глубин тех регионов, в которых они осуществляют свою деятельность. Если получить готовую информацию не представляется возможным, всегда можно заказать специализированные гидрогеологические исследования. Существует масса научных методов, которые помогают определить какая глубина будет у будущей артезианской скважины еще до начала работ.

Иногда, чтобы получить подобные данные, вам не придется даже выходить из дома. Сегодня информация о регионах, где активнее всего осуществляется бурение артезианских скважин, имеется в свободном доступе в интернете. Так, карта глубин Московской области представлена на множестве специализированных ресурсов с обобщенной информацией по существующим скважинам. Ознакомившись с ней, вы на примере одной области сможете увидеть, как разнится глу

Артезианская скважина и закон. Источники водоснабжения – виды и характеристики

от 1800 руб
наши цены

2-5 дней
время бурения

от 20 до 150 м
глубина бурения


Подземные воды относятся к полезным ископаемым. Каждый, у кого есть водозаборная скважина, и который использует ее для добычи подземных вод, является пользователем недр. В соответствии с законом РФ от 21 февраля 1992 г. № 2395-1 «О недрах» (далее по тексту – Закон о недрах), предоставление недр в пользование подлежит лицензированию.


Какое отношение имеет артезианская скважина к данному закону.


Когда говорят о бурении артезианских скважин, то имеют в виду добычу полезных ископаемых, находящихся между мощными водоупорными и водонепроницаемыми слоями. В качестве таких водоупорных слоев, как правило, выступает глина. Эти водоупорные слои создают для подземной артезианской воды сильное гидравлическое давление, и она находится в сжатом состоянии. В результате вскрытия буровым инструментом такого водоупорного слоя, артезианская вода устремляется вверх по скважине выше кровли водоносного пласта.


Колодец пересох
Воды нет

Водонапорной башни не хватает на всех
Воды нет


Песчаная скважина заилилась
Воды нет

Надежная артезианская скважина
Вода круглый год


Практика бурения скважин на территории Московской и соседних с ней областях показывает, что артезианская вода находится в известняке. По своим гидравлическим характеристикам артезианский водоносный пласт является напорным. Количество пресной воды в артезианском пласте огромное и поэтому ее запасы относятся к стратегическим.


Бурение артезианских скважин называют бурением «на известняк». Выше артезианского водоносного горизонта существует еще один, который ограничен только пластом водонепроницаемых пород снизу и поэтому по своим гидравлическим параметрам не является напорным. Такой водоносный горизонт часто называют песчаным, а скважины, пробуренные на нем – песчаными. Количество пресных водных ресурсов в песчаном горизонте ограничено. В основном песчаные водоносные горизонты непригодны для бурения производительных водозаборных скважин.




Фото 1. Охранная зона водозаборного узла от артезианской скважины



Фото 2. Артезианская скважина, водонапорная башня

Итак, имеем два водоносных горизонта. Оба содержат подземные воды (недра). Один находится выше другого, не является напорным и содержит относительно небольшие запасы воды. Другой же, расположенный ниже первого – напорный с более чем значительным запасом водных ресурсов. Получается, что по закону любое пользование недрами подлежит лицензированию.


Однако, не все так печально. Положения статьи 19 Закона о недрах определяют права на использование подземных вод без получения лицензии.


Статья 19 закона «О недрах»:

«Собственники земельных участков, землепользователи, землевладельцы, арендаторы земельных участков имеют право осуществлять в границах данных земельных участков без применения взрывных работ использование для собственных нужд общераспространенных полезных ископаемых, имеющихся в границах земельного участка и не числящихся на государственном балансе, подземных вод, объем извлечения которых должен составлять не более 100 кубических метров в сутки, из водоносных горизонтов, не являющихся источниками централизованного водоснабжения и расположенных над водоносными горизонтами, являющимися источниками централизованного водоснабжения, а также строительство подземных сооружений на глубину до пяти метров в порядке, установленном законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.

Под использованием для собственных нужд общераспространенных полезных ископаемых и подземных вод в целях настоящей статьи понимается их использование собственниками земельных участков, землепользователями, землевладельцами, арендаторами земельных участков для личных, бытовых и иных не связанных с осуществлением предпринимательской деятельности нужд.

Общераспространенные полезные ископаемые и подземные воды, имеющиеся в границах земельного участка и используемые собственниками земельных участков, землепользователями, землевладельцами, арендаторами земельных участков для личных, бытовых и иных не связанных с осуществлением предпринимательской деятельности нужд, не могут отчуждаться или переходить от одного лица к другому.«


Одним из ключевых понятий в ч. 1 ст. 19 Закона о недрах является: «водоносный горизонт, не являющийся источником централизованного водоснабжения и расположенный над водоносным горизонтом, являющимся источником централизованного водоснабжения».



Инженер подготовит расчеты цены и отправит их по электронной почте.


Как мы уже отмечали выше, под это понятие попадает песчаный водоносный горизонт. Здесь есть один очень важный момент. В законе нет ни слова о глубине скважин на этот водоносный горизонт. Поэтому все разговоры, «на сколько метров можно бурить без лицензии» теперь просто бессмысленны. Необходимо только, чтобы этот водоносный горизонт не являлся источником централизованного водоснабжения. Тем не менее, бывали случаи и тому есть немало примеров, когда песчаный горизонт обладает хорошей водоотдачей и применяется для обеспечения водоснабжения небольшого поселка или садового товарищества. Тогда этот песчаный горизонт уже источник централизованного водоснабжения и он не попадает под нормы статьи 19 Закона о недрах.


Артезианский водоносный горизонт — источник централизованного водоснабжения. В нем содержатся значительные стратегические запасы пресной воды. Он используется для обеспечения населенных пунктов централизованным водоснабжением.


Позвоните нам и получите исчерпывающую информацию
применительно к Вашему населенному пункту: (495) 649-8593


Выводы:

  1. Добывать подземные воды (недра) без лицензии можно только из водоносных горизонтов, не являющихся источниками централизованного водоснабжения.

    В ФБУ «Территориальный фонд геологической информации» можно узнать, относится ли интересующий вас водоносный горизонт источником централизованного водоснабжения.

  2. Если вы собираетесь добывать и использовать подземные воды в своей предпринимательской деятельности, то вам необходимо оформить лицензию на пользование недрами.

  3. Если вы будете добывать подземную воду на своем земельном участке для собственных нужд, то не имеете права продавать или передавать эту воду кому-либо. В противном случае вы обязаны оформить лицензию на пользование недрами.

  4. Объем добычи подземных вод для собственных нужд не должен превышать 100 кубических метров в сутки. Это очень большое количество воды. Этого количества достаточно даже при наличии личного подсобного хозяйства.

11 советов, как сделать правильный выбор. Описаны уловки, к которым прибегают недобросовестные компании.

что это такое, глубина залегания

Вода — это жизненно важный элемент, ее отсутствие или просто недостаток отрицательно сказывается буквально на всем. Поэтому без артезианской межпластовой скважины просто не обойтись в тех районах, где подвести централизованный водопровод по каким-либо причинам не представляется возможным. Зачастую это либо дачный поселок, либо сельская местность. Чем же отличается артезианская вода и какая глубина ее залегания?

Что представляет собой артезианская скважина

Артезианской является скважина, созданная для эксплуатации подземных вод, которые залегают между водоупорными слоями. С грунтовыми водами они разнятся тем, что область их питания удалена на десятки, а то и сотни километров. Эти воды можно без опаски употреблять не только для технических нужд, но и в пищевых целях, так как они надежно защищены от загрязнений.

Впервые колодцы для добычи воды из очень глубоких водоносных слоев появились во Франции в провинции Артуа, в честь которой такие скважины стали называться “артезианские”. В начале XIX ст в Европе начали массовое бурение таких скважин. За короткое время были построены тысячи водонапорных колодцев, которые давали огромное количество пресной воды и казались неиссякаемыми.

Залегание вод

На пути прохождения бура до артезианских вод встречаются несколько водных слоев:

Залегание вод — схема

  • Верховодка — этот слой расположен на уровне около 4 м. Пополняется он из осадочных вод, то есть после дождя или таяния снега. Слой имеет маленький запас из-за чего очень непостоянен. В холодное время или в сильную жару, в связи с отсутствием прибытия осадочных вод, может полностью отсутствовать. Благодаря неглубокому залеганию такая вода практически не очищается от различных примесей и микроорганизмов. Ее можно использовать только в целях технических, например, для полива растений, для мойки каких-либо сооружений и т.д.

Внимание! Стирать такой водой, а тем более купаться в ней, в связи с риском заражения какой-либо инфекцией, не рекомендуется.

  • Грунтовая вода — располагается на глубине от 10 до 40 м. Запасы этой воды полностью зависят от количества осадков и от расположенных вблизи природных открытых водоемов, которыми являются реки, озера, пруды, болота. Пополняются грунтовые воды и из построенных человеком каналов и водохранилищ. Пласты, между которыми пролегает эта вода, чаще всего являются спресованными песчаниками, реже глиной и суглинками. Они имеют очень большую плотность, за счет чего вода сквозь них не проходит. Расположение между глиной обеспечивает высокое качество воды. Хотя грунтовка не всегда соответствует стандартам пищевой воды, она находится практически во всех колодцах, устроенных в сельской местности. Если она прозрачна, бесцветна, не содержит примесей, без вкуса и без запаха — ее используют в качестве питья и для приготовления пищи. По трубам грунтовая вода из скважины самостоятельно подниматься не может — это возможно только с помощью насоса.
  • Артезианская вода — глубина ее залегания может варьировать от 35 до 100 метров и выше. Все зависит от толщины почвенных слоев и рельефа местности. Наиболее глубокие скважины достигают 250 м. Заключен слой такой воды между двумя водоупорными породами. Жидкость способна сама под давлением подниматься. Большая глубина делает ее недосягаемой для различного рода загрязнений. Химический же состав воды полностью зависит от слоев, через которые она проходит. Например, если вода проходит через доломиты или известняк, она содержит карбонаты магния или кальция и жесткость ее за счет этого будет высокой. Когда же вода проходит через слои с примесями железной руды — в ней будет высокое содержание железа.

Совет. После окончания буровых работ желательно сделать анализ воды в специальной химической лаборатории, так как химические вещества в больших концентрациях могут нанести значительный ущерб здоровью.

В любом случае на скважину лучше установить внутренний фильтр, который очистит воду от примесей. Если запас артезианской воды значительный, то после бурения скважины ее струя может бить фонтаном. Добираться до уровня залегания такой воды реально только с помощью специальной техники.

Внимание! Перед тем как бурить скважину на своем участке нужно получить соответствующее разрешение. На готовую конструкцию обязательно выдается паспорт.

Для получения разрешения на скважину нужно вначале исследовать участок с помощью гидрогеологов и составить проект сооружения. После этого потребнадзор составляет собственное заключение, которое передается в местный территориальный центр мониторинга недр.

Для бурения скважины необходимо получить разрешение

Преимущества артезианской скважины

  • Конструкция такой системы подачи воды отличается долговечностью. Если для сооружения подобраны качественные материалы, то скважина сослужит долгую службу.
  • Если на участке есть артезианская скважина — перебоев с подачей воды никогда не будет, так как давление подземного источника очень большое.
  • Высокое качество воды. На большую глубину осадки и сточные воды не попадают.

Хотя артезианская скважина довольно дорогое удовольствие, но постоянное наличие в доме чистой и свежей воды стоит того.

В чем отличия артезианской и песочной скважины: видео

Артезианская скважина: фото

На какую глубину нужно пробурить скважину на личном участке? Какие бывают подводные камни?


Скважина на дачном участке или на участке у частного жилого дома – это чистая вода в любом количестве и в любое время. Но перед тем, как начать бурить необходимо разобраться, что такое скважина, какие они бывают, для чего служат и на какую глубину бурить.


Скважина – это особый вид колодца, небольшого диаметра и большой глубины. Используется для разных нужд и от этих нужд зависит глубина скважины. Скважины могут быть как сезонными, так и круглогодичными. Использование сезонных скважин происходит в определенное время года. Круглогодичной же пользуются на протяжении всего года без ограничений.


Перед тем как начать проектирование скважины на своем приусадебном участке необходимо определиться, для каких конкретных целей и в какое время года она будет эксплуатироваться. Глубина бурения скважины зависит от множества факторов: цели использования, время пользования, необходимый объем воды, расположение искомого водоносного слоя.


Во всех местностях водоносные слои расположены по-разному, на разной глубине и при проектировке скважины этот нюанс нужно учитывать. Например, если участок находится на равнине, то велика вероятность, что вода будет на всем периметре участка. Но если участок на холме, то вода будет находиться не везде, а только в некоторых местах. Поэтому не рекомендуют бурить скважины на холме. Самый оптимальный вариант – бурить скважину в низменности.


Чтобы определить состояние грунта и его слоев, за помощью можно обратиться к партнёрам компании «Акванем», проводящим гидрогеологические исследования. Они проведут полный анализ участка и выявят на какой глубине находится подходящий водоносный слой.


Скважины бывают верховодные и глубинные. К верховодным относятся скважины от 5 до 70 метров. Данные по глубинам приблизительны и в каждом отдельном случае могут сильно отличаться. К глубинным, относятся скважины, которые довольно глубокие, например, артезианские. Данные скважины нужно регистрировать и каждый год платить налог, который зависит от потреблённого количества воды из скважины.


Для каждой артезианской скважины Росприроднадзором должна быть выдана лицензия, подтверждающая право владельца скважины на проведение работ по гидрогеологической разведке и эксплуатации гидротехнического сооружения для добычи воды.


За несоблюдение «Закона о недрах» грозит штраф:

  • физическим лицам от 3 000 до 5 000;

  • руководителям организации от 30 000 до 50 000;

  • юридическим лицам от 800 000 до 1 000 000.


В процессе бурения скважины разделяют три основных водоносных слоя:

  1. От 4 до 6 метров или так называемая верховодка. Вода из неглубокой верховой скважины пригодная только для полива газонов, огородов и приусадебных участков. В пищу не употребляется.

  2. От 10 до 50 метров или скважина среднего горизонта. Вода из такой скважины пригодная для питья, но только после очистки от вредных примесей, например, при помощи системы обратного осмоса.

  3. От 70 до 1000 метров или артезианский колодец. Вода из скважины с такой глубины называется артезианской. Такая скважина как правило содержит оптимальный минеральный состав. Между артезианским и верховыми водоносными слоями находятся разграничивающие защитные слои грунта, глины и песка.


Водоносные горизонты бывают следующих видов:

  1. Верховодка или верховой горизонт — так называют воды, находящиеся в толще грунта, очень близко к поверхности. Этот горизонт не защищен сверху большим защитным слоем глины и песка. Большой объём разнообразных биологических и химических загрязнений с поверхности попадает в этот слой с дождями, из-за чего общее качество воды очень низкое. В районах, где ведётся сельскохозяйственная деятельность вода из верховодки содержит богатейший набор всевозможных удобрений. В промышленных районах верховодка содержит всевозможные металлы, серу, продукты разложения и химические элементы. Этот водоносный горизонт подпитывается водой только за счёт обильных осадков, поэтому полноводным он бывает только после таяния снегов и в период обильных дождей. В засушливый сезон и в разгар морозной зимы полноводность в верховодке резко сокращается либо вода вовсе исчезает. Простые и малозатратные технологии бурения верховой скважины позволяют дёшево добывать воду, пригодную почти исключительно для сельскохозяйственных целей. Обычно для долговечной работы таких скважин устанавливают фильтры грубой очистки и насосную станцию для прокачки воды.

  2. Грунтовые воды – это средний водоносный горизонт, залегающий на глубине значительно большей, чем верховодка. Средняя глубина нахождения грунтовых вод составляет от 20 до 50 метров. Всем нам знакомые деревенские колодцы копаются как раз до глубины грунтовых вод. Грунтовые воды также, как и верховодка не имеют защитного водоупорного слоя сверху и зачастую не соответствуют требованиям СанПин, предъявляемым к питьевой воде. Однако, прохождение осадков через более толстый и разнородный слой почвы удаляет большую часть загрязнений. При дополнительной фильтрации такую воду можно свободно употреблять в пищу. Что же касается полноводности, то вскрытый горизонт грунтовых вод в любом случае будет подвержен сезонным колебаниям уровня воды. В лесистых зонах и регионах с достаточным количеством выпадающих осадков вода всегда будет поступать в скважину или колодец круглый год. В засушливых местах грунтовые воды часто исчезают в сезон засухи или вообще отсутствуют как явление.

  3. Артезианскими считают воды глубокого межпластового залегания. Артезианские воды образуют обширные обильные и чистейшие подземные резервуары на относительно большой глубине, в среднем от 700 до 1000 метров. В большинстве случаев артезианские капсулы запечатаны в пористых и трещиноватых осадочных горных породах. Также часто такие источники находятся в толщах известняка. Вода в артезианском бассейне зажата между слоями породы и в трещинах под большим давлением. В результате, когда в такой бассейн бурится скважина, вода с огромной скоростью и большим давлением устремляется в образовавшееся отверстие. Именно поэтому в стволе артезианской скважины высокий уровень воды. Некоторые артезианские источники, даже способны фонтанировать. Из-за того, что глубина бурения артезианской скважины очень большая, её стоимость довольно велика и редко бывает доступна для частного домовладельца.


Наиболее острая проблема, возникающая при эксплуатации скважины – это опасность смешивания разных водоносных слоёв. Она настолько серьезна, что в России, как и в большинстве стран мира законом запрещено бурение артезианских скважин без разрешения экологических инспекций. Все артезианские скважины подлежат обязательной регистрации в министерстве природных ресурсов.


В скважинах, где смешиваются водоносные горизонты, во многих местах у воды серьёзно ухудшается качество или она просто уходит. Причем не только в конкретном месте, а по всему горизонту. Смешение вод из разных водоносных слоёв с санитарной точки зрения крайне опасно. Сохранить ценный пресноводный ресурсы, поддерживать его экологического баланса становится практически невозможно. Проблему возможного смешивания водоносных горизонтов устраняют путем тампонирования затрубных зазоров специальными затвердевающими растворами, обеспечивающими герметичное разобщение водоносных горизонтов внутри скважины.


Основные цели цементирования ствола скважины:

  1. Изолировать рабочий горизонт от соседних неиспользуемых водоносных пластов, а также от проникновения через ствол скважины верхних водных слоёв.

  2. Предохранить внешнее затрубное пространство ствола скважины от обвалов рыхлых стенок и попадание их в водоприемную часть колонны.


Любую пробуренную скважину необходимо тампонировать. Тампонированием или затворением скважины называется заполнение пустых ниш ствола скважины, а также трещин в грунте и горных породах цементным раствором.


Существуют следующие виды тампонирования гидротехнических сооружений:

  1. Защита источника воды. Подразумевается защита источника и ствола глубинной скважины от проникновения грунтовых вод из других водоносных горизонтов и верховодки. Суть метода заключается в тампонировании пространства за обсадной колонной скважины, а также заполнения всевозможных полостей, трещин и пор вблизи ствола скважины.

  2. Ликвидационный тампонаж. Под ликвидацией скважины подразумевают полное цементирование ствола скважины с целью его полного заглушения и ликвидации. Данный вид тампонирования предназначен для случаев, когда скважина представляет угрозу смешивания соседних подземных водоносных горизонтов и заражения источника чистой воды. В первую очередь таким способом ликвидируются старые скважины для защиты артезианских источников от загрязнения.


Перед началом работ по тампонированию собираются анализы всех слоёв грунта и проводятся специальные экспертизы. Составляется все необходимые документы и акты. После окончания подготовки всех необходимых разрешительных документов выполняется проектирование работ и подбор компонентов для тампонирующей смеси. Когда проект работ утверждён ответственной организацией, к работе над гидротехническим сооружением приступают специалисты по тампонированию скважин.


В зависимости от структуры грунта и типа скважины могут использоваться цементирующие растворы с различными дополнительными компонентами для тампонирования:

  1. Стандартный цементно-песчаный раствор или мелко структурный бетон. Такой раствор подходит только для герметизации скважины, расположенной в плотной породе с большим содержанием глины. Основой для такого раствора является самый обычный портландцемент 500-й марки. Он обеспечивает оптимальную подвижность смеси, что облегчает прокачку насосом, быстро затворяет и даёт высокую прочность сцепления. В базовую смесь рекомендуется добавлять пластификаторы для большей стойкости затвора к отрицательным температурам и образованию трещин.

  2. Волокнистые добавки. Компоненты на основе асбеста, бумаги или полимерного волокна добавляются в затворяющую смесь в случаях, когда скважина пробурена в пористой породе. Если такие добавки не использовать и выполнять работы стандартным раствором, то это вероятно приведёт к повышенному расходу бетонирующей смеси.

  3. Вспенивающиеся составы. Такие добавки в цементирующую смесь проникают во все щели и полости и расширяются в процессе застывания. Благодаря этим составам значительно повышается плотность смеси и качество герметизации водозаборных сооружений.


Если Вы решили, что на приусадебном участке необходима собственная скважина, не спешите заниматься этим самостоятельно. Обратитесь в компанию «Акванем» для комплексного решения проблемы обеспечения водой Вашей дачи, загородного дома или же целого предприятия.

Методы контроля скважин на проточной артезианской воде

«Проточные артезианские» скважины означает:

  1. Уровень естественной воды поднимается над поверхностью земли или верхней частью обсадной колонны
  2. Наблюдается естественное течение воды, прерывистое или непрерывное

Проточная артезианская скважина «контролируется», когда:

  1. Весь поток проходит через эксплуатационную колонну
  2. Поток не представляет опасности для собственности, окружающей среды или общественной безопасности, и поток может быть остановлен на неопределенный срок без утечки

Артезианские условия возникают, когда грунтовые воды перемещаются из зоны подпитки под ограничивающим пластом к точке разгрузки на более низкой высоте.Примером этого является природный источник или, в случае буровой промышленности, скважина с проточной водой.

Зоны пополнения подземных вод могут состоять из озер или болот / мускатников, расположенных на возвышенности, или обнаженных песчано-гравийных образований, трещиноватых коренных пород или других проницаемых образований. Вмещающие образования могут состоять из глинистых образований, ледниковых отложений, непроницаемых коренных пород. Условия потока подземных вод могут в значительной степени варьироваться в зависимости от местных геологических условий.

Проточные артезианские скважины, как правило, контролируются за счет использования закрытой поверхностной обсадной трубы и использования регулирующих клапанов на эксплуатационной обсадной колонне. Как видно на Рисунке 1, для получения контроля над текущей скважиной может потребоваться использование нескольких фитингов для сброса давления. С помощью этих фитингов цементный раствор может перекачиваться между эксплуатационной и наземной обсадной колонной против артезианского потока, который может двигаться вверх к поверхности.

Требуются некоторые сведения об артезианском давлении и глубине (ах) артезианского пласта, чтобы при перекачивании раствора не создавалось избыточное давление в ограничивающем пласте и не возникало состояние, известное как «ГРП».Вытеснение ГРП (также известное как гидравлический разрыв) может произойти близко к скважине или на некотором расстоянии и может привести к выходу артезианских потоков на поверхность в неожиданных местах.

Обычно используемое «эмпирическое правило» для ограничения веса грунта может быть таким: 1 фут покрывающего материала будет сдерживать пластовое давление примерно в 1 фунт / кв. Дюйм.

Пример давления в артезианских условиях: артезианский поток обнаружен на глубине 100 футов ниже уровня земли, артезианское давление измерено при 10 фунтах на квадратный дюйм на поверхности.Вес водяного столба составляет 100 футов / 2,41 футов / фунтов на квадратный дюйм = 43,29 фунтов на квадратный дюйм. Вес земли составляет около 100 фунтов на квадратный дюйм. Масса грунта за вычетом массы колонны составляет 56,71 фунтов на квадратный дюйм. Давление откачки грунта, приближающееся к 56 фунтам на квадратный дюйм, может привести к отказу от гидроразрыва.

Раствор можно перекачивать под давлением от 10+ фунтов на квадратный дюйм до 70 фунтов на квадратный дюйм (запас прочности) для заполнения пустот между эксплуатационной обсадной колонной и грунтовыми пластами и герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной обсадной колонной и наземной обсадной колонной. Скорость, с которой артезианская формация примет раствор, будет варьироваться в зависимости от доступной пористости геологической единицы.Например, крупный чистый гравий будет принимать перекачиваемые жидкости быстрее, чем мелкозернистый песок из-за своей пористости.

Установка обсадной колонны

Для разных методов бурения требуются разные стратегии установки обсадной колонны.

  • Метод роторного бурения
  • Пневматический роторно-ударный молоток
  • Инструмент для кабеля

Ротор для бурового раствора

В этом методе скважина пробуривается открытым, устанавливается обсадная колонна, а затем закачивается раствор для вытеснения флюидов в кольцевом пространстве между обсадной колонной и геологической формацией.Для расчета объема раствора, необходимого для герметизации поверхностной обсадной колонны и пласта, сначала рассчитывается объем открытого ствола, а затем замкнутый объем поверхностной обсадной трубы вычитается из общего объема ствола. Открытый ствол необходимо пробурить на подходящую глубину в подходящем пласте (таком как глина или коренная порода), чтобы обеспечить надлежащее поверхностное уплотнение. Создание подходящего уплотнения с помощью цементного раствора сводит к минимуму вероятность того, что давление артезианских грунтовых вод приведет к вытеканию воды за пределы обсадной колонны.После установки обсадной трубы на желаемую глубину в открытом стволе с приваренным к боковой стенке проточной арматурой установка обсадной колонны обычно завершается следующим образом:

  • Надводная обсадная колонна должна быть подвешена на расстоянии от шести до двенадцати дюймов от дна отверстия, а к верхней части надводной обсадной трубы приварен фланец.
  • Заданный объем цементного раствора может быть установлен во внутреннем кольцевом пространстве надводной обсадной колонны.
  • Цементная пробка устанавливается с поверхности.К приварному фланцу привинчивается фланцевая пластина с клапаном на выходе и манометром.
  • Чистую воду можно перекачивать через вентиль на фланце, заставляя раствор попадать на дно поверхностной обсадной трубы. Раствор будет вытеснен в кольцевое пространство между поверхностной обсадной колонной и поверхностью формации.
  • Когда цементная пробка приближается к дну наземной обсадной колонны, происходит повышение давления, указывающее на то, что весь цементный раствор вытеснен из внутренней части надводной обсадной трубы.
  • В это время закройте вентиль и отсоедините насосное оборудование для раствора. Перед дальнейшим бурением необходимо дать раствору время для схватывания, обычно 12-24 часа в зависимости от плотности цементного материала и добавок / ускорителей.
  • После затвердевания раствора можно снять фланец и продолжить бурение эксплуатационной скважины.
  • После завершения бурения на желаемую глубину и установки эксплуатационной обсадной колонны над эксплуатационной обсадной колонной можно установить надвижной фланец с прокладкой, прикрепить болтами к надводной обсадной колонне и затем приварить к эксплуатационной обсадной колонне, тем самым обеспечивая водонепроницаемое уплотнение.Клапан на стороне поверхностного кожуха также может быть закрыт.
  • При желании цементный раствор может быть закачан между обсадной колонной и эксплуатационной обсадной колонной через клапанный штуцер для дополнительной герметизации эксплуатационной скважины.
  • Надвижной фланец может быть приварен к верхней части эксплуатационной обсадной колонны, а затем может быть установлен фланец с болтовым креплением в комплекте с прокладкой для управления потоком из эксплуатационной колонны.
  • Правильное планирование и выполнение программы бурения должны обеспечить успешную установку проточной артезианской скважины.

Пневматический перфоратор для обсадных труб

При этом методе бурения обсадная труба с поверхности может быть размещена за более короткий промежуток времени, чем при использовании метода роторного бурения. Подобно забивке стальной трубы, между геологической формацией и поверхностью забиваемой стальной трубы образуется уплотнение.

Некоторые знания о потоках, давлениях и геологических условиях артезианских подземных вод в данной местности являются ценным активом при определении количества обсадных труб на поверхности, которые потребуются для обеспечения подходящей герметичности.

Монтаж обсадной колонны проточной артезианской скважины обычно выполняется следующим образом:

  1. Выберите размер устанавливаемого поверхностного кожуха. Внутренний диаметр надводной обсадной трубы должен быть как минимум на 2 дюйма больше, чем внешний диаметр трубы, используемой при бурении эксплуатационной скважины.
  2. Выбранная обсадная колонна поднимается в вышку буровой установки вместе с буровой штангой и буровым долотом соответствующего размера, который будет использоваться для очистки внутренней поверхности надводной обсадной трубы по мере ее продвижения.
  3. Приводной башмак не будет устанавливаться на поверхности обсадной колонны, поскольку он немного больше трубы и потенциально может снизить эффективность поверхностного уплотнения.
  4. Поверхностная обсадная колонна будет опускаться вниз до тех пор, пока не встретится подходящее уплотняющее образование, такое как глина или плотные илистые глинистые материалы. По мере того как обсадная колонна опускается вниз, почва может быть удалена изнутри обсадной колонны с помощью бурового долота и циркуляции воздуха. Не рекомендуется продвигать буровое долото перед концом обсадной колонны.
  5. При тщательном мониторинге и регистрации образцов извлеченного пласта во время бурения можно определить, насколько далеко продвинулась обсадная колонна в подходящем материале. Кроме того, поверхностное трение между внешней стороной забиваемой обсадной колонны и естественным грунтом будет увеличиваться после того, как будет получен подходящий материал, и количество ударов молота на фут продвижения обсадной колонны будет иметь тенденцию к увеличению.
  6. Как правило, рекомендуется устанавливать не менее 40 футов (12 м) наземной обсадной трубы во всех текущих артезианских скважинах.
  7. Когда обсадная труба продвинута на подходящую глубину, буровые штанги и буровое долото могут быть извлечены из скважины.
  8. Фланцевое кольцо может быть приварено к поверхностному кожуху в комплекте с переливным ниппелем, приваренным к внешней стороне кожуха. На переливной штуцер также можно установить клапан для использования в будущем.
  9. Теперь можно провести бурение эксплуатационной обсадной колонны внутри и за пределами обсадной колонны для завершения водозаборной скважины, если это необходимо.
  10. Потоки могут возникать между эксплуатационной обсадной колонной и наземной обсадной колонной во время заканчивания эксплуатационной скважины, но такие потоки будут помещены под полный контроль после завершения бурения эксплуатационной скважины.
  11. Как только эксплуатационная обсадная колонна достигнет желаемой глубины, буровые штанги и долото можно вынуть из скважины.
  12. В это время может быть принято решение о том, должна ли скважина быть экранирована или нет, в зависимости от ее предполагаемого использования, гранулометрического состава пласта и объема воды, вытекающей из скважины.
  13. Теперь, когда скважина завершена должным образом, фитинги для регулирования потока можно прикрепить к обсадной колонне и / или крышке скважины на поверхности.
  14. Фланец с надставным болтом в комплекте с прокладкой можно надеть на производственный корпус и прикрепить болтами к приварному фланцу на поверхности корпуса. Затем его можно приварить к внешней стороне эксплуатационной обсадной колонны, чтобы контролировать любой поток между эксплуатационной и поверхностной обсадной колонной. Клапан на ниппеле управления потоком теперь можно закрыть, чтобы контролировать любой поток, возникающий между двумя корпусами.
  15. Теперь можно управлять потоком в эксплуатационной колонне.
  16. Необходимо понизить уровень воды в обсадной трубе эксплуатационной скважины, чтобы приварить фланец с болтовым креплением и ниппель для регулирования потока на боковой стороне обсадной колонны.
  17. Уровень воды в эксплуатационной колонне можно контролировать с помощью переносного насоса с приводом от двигателя или, при желании, погружного электрического насоса в комплекте с клапаном. Перекачивание снизит уровень воды ниже отметки верхней части обсадной колонны, так что все соответствующие фитинги можно будет приварить к эксплуатационной обсадной колонне.
  18. После установки всех фитингов насос можно снимать с эксплуатационной скважины.
  19. Прикручиваемый на болтах фланец и прокладку теперь можно прикрутить на место, а прикрепленный проточный клапан можно закрыть.
  20. Клапан на подающем патрубке также может быть закрыт
  21. Теперь скважина должна находиться под контролем, и потоки через клапаны также должны быть управляемыми.
  22. При желании раствор можно перекачать через клапан на поверхности корпуса, чтобы получить герметичное уплотнение между двумя корпусами.

Планирование всех программ бурения имеет важное значение для успешного завершения проекта. Для успешного завершения программы бурения необходимы знания геологии местности, необходимые материалы для проекта и оборудование для выполнения работы.

Инструмент для кабеля

Когда буровая установка с канатным инструментом используется для бурения проточной артезианской скважины, наземная обсадная колонна может быть установлена ​​с использованием либо метода вращения бурового раствора, либо метода вращения воздуха, в зависимости от того, что требуется.Один метод может быть более практичным, чем другой, в зависимости от бурового оборудования, используемого для завершения скважины. Как и во всех программах бурения, предварительное планирование и внедрение передовых методов бурения способствует успешному завершению проекта.

Британская Колумбия занимает территорию площадью более 357 тысяч квадратных миль в пределах провинций. В пределах этого массива суши есть различные геологические образования. Есть некоторые зарегистрированные текущие артезианские образования и многие другие, которые предстоит открыть по мере продолжения бурения.Одна из наименее исследованных областей в провинции находится на восточной стороне Скалистых гор в северо-восточной части провинции (район реки Пис). Артезианские условия, вероятно, будут встречаться при бурении для нефтегазовой отрасли, поскольку большая часть сельского населения в этом районе полагается либо на землянки с поверхностными водами, либо на цистерны с вывозимой водой для водоснабжения.

Программы бурения, проводимые в нефтегазовом секторе, сильно различаются. К ним относятся: сейсморазведка, водонагнетательные скважины и исследования грунтов для переходов трубопроводов через реки, программы установки забивных свай и оценки устойчивости откосов.При проведении данных типов программ бурения наблюдались проточные артезианские условия.

Многие из этих скважин были пробурены без использования обсадных труб, что значительно затруднило контроль потоков воды. Надувные пакеры и бентонит с определенным успехом использовались для контроля и остановки потоков, но местонахождение и геологические условия на большинстве этих участков не были зарегистрированы, и долгосрочный успех или неудача таких уплотнений сомнительны. При бурении в артезианских условиях без соответствующего оборудования и материалов существует потенциальное пагубное воздействие на окружающую среду и ресурсы подземных вод.

Окончательное воздействие на окружающую среду и ресурсы подземных вод, вероятно, продолжит обсуждаться в течение некоторого времени.

Герметичные пласты

Иногда в программах бурения встречаются образования, которые не ожидаются. Это могут быть проточные артезианские образования или образования, содержащие природные газы, такие как диоксид углерода, метан или сероводород (h3S).

Встреча с этими газами создает очень уникальные проблемы.Углекислый газ в достаточном количестве может создавать атмосферу с низким содержанием кислорода и создавать угрозу безопасности. Метановые газы в больших количествах могут создавать взрывоопасную атмосферу, а также создавать опасность пожара. h3S в очень небольшом количестве может вызвать удушье и, возможно, смерть. Вероятность встречи с этими образованиями увеличивается при работе на восточной стороне Скалистых гор (например, в районе реки Мира) в северной части Британской Колумбии. где известны ресурсы сланцевого газа.

Эта статья была добросовестно подготовлена ​​в помощь профессионалам, работающим с водными скважинами в условиях проточной артезианской среды.Каждая скважина уникальна и требует индивидуального планирования. Любое использование, толкование или доверие к информации, представленной здесь, находится на исключительном риске этой стороны, и ни автор, ни Ассоциация подземных вод Британской Колумбии не несут никакой ответственности за травмы или ущерб, возникшие в результате этого.

Редактор предлагает участникам поделиться своим опытом в рамках этого информационного бюллетеня и помочь лучше понять нашу отрасль.

Вода в бутылках | Артезианская, Минеральная, Весна, Сверкающая, Колодец

На главную »Общая геология» Бутилированная вода

Некоторые продукты из бутилированной воды имеют геологическое происхождение.Минеральные, артезианские, родниковые, газированные и подземные воды из природных источников. Но большая часть продаваемой сегодня бутилированной воды идет прямо из-под крана.

Автор статьи: Хобарт М. Кинг, доктор философии, RPG

Винтажные бутылки для воды: Ранняя бутилированная вода продавалась в необычных, разноцветных стеклянных бутылках. Эти бутылки было дорого производить и дорого перевозить. Специальная упаковка создавала впечатление ценности и роскоши, оправдывая их высокую цену.Изображение BLM.

Продажи бутилированной воды: Продажи бутилированной воды сильно росли на протяжении более десяти лет и лишь немного упали во время недавнего спада. Данные компании Beverage Marketing Corporation.

Популярность воды в бутылках

Продажи бутилированной воды продолжают расти! В течение 2016 года американцы потребили около 12,8 миллиарда галлонов бутилированной воды. Это новый рекорд по объему. Это примерно 40 галлонов или 306 одноразовых бутылок воды на каждого человека в Соединенных Штатах.

Общая стоимость бутилированной воды, проданной в США в 2016 году, составила около 16 миллиардов долларов. Это был рекордно высокий объем продаж в долларах. В 2016 году вода в бутылках обогнала газированные безалкогольные напитки и стала самым потребляемым упакованным напитком в Соединенных Штатах.

Пластиковые бутылки: Сегодня большая часть бутилированной воды продается в одноразовых бутылках. Люди покупают их, потому что они удобны, быстры и просты. В Соединенных Штатах в среднем на человека выпиваются сотни бутылок воды.Правообладатель иллюстрации iStockphoto / @laurent.

Немного истории с бутилированной водой

Экономическая ценность «особой воды» впервые появилась в Европе в конце 1700-х годов, когда люди начали посещать природные источники, чтобы пить воду или купаться в ней. Затем в 1767 году спа-центр Джексона в Бостоне начал разливать свою популярную воду. Это позволило им делиться своей водой с людьми на большой территории и увеличило их доход.

На заре водной индустрии «минеральная вода» и «родниковая вода» были самыми популярными видами бутилированной воды.Многие люди считали, что «минеральная вода» имеет лечебный эффект и что «родниковая вода» обладает особой чистотой, потому что она только что вышла из земли и не использовалась. Индустрия бутилированной воды родилась с этими «предполагаемыми преимуществами», и они остаются движущим фактором продаж.

Обработка природных вод: Вода, полученная из природных источников, фильтруется и обрабатывается, чтобы обеспечить соответствие стандартам Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, прежде чем разливать по бутылкам, маркировать и распространять для публичной продажи.Источник и природа воды указаны на этикетке в соответствии с требованиями FDA. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / prodrive2002.

Вода в бутылках более чистая, чем вода из-под крана?

В США подача воды из общественных систем водоснабжения регулируется Агентством по охране окружающей среды (EPA). Вода в бутылках регулируется Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). У этих двух агентств разные стандарты в отношении воды, которую они регулируют.В целом, стандарты качества EPA выше, потому что они рассылаются гораздо большему количеству людей. Однако FDA имеет строгие стандарты чистоты и маркировки, которым должны соответствовать все производители бутилированной воды.

Разнообразие бутылок: Компании, производящие воду в бутылках, упаковывают ее в емкости различных форм, размеров и стилей. Каждый из них предназначен для определенного типа конечного использования или конкретной маркетинговой программы. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / alenkadr.

Вода в бутылках — дорогая водопроводная вода?

Часто бывает. Около 25% бутилированной воды, продаваемой в Соединенных Штатах, поступает прямо из-под крана. Она может стоить более чем в 1000 раз дороже водопроводной воды. FDA требует, чтобы производители разливали воду в каждую бутылку. Если на этикетке написано «из коммунальной системы водоснабжения» или «из муниципального источника» или что-то подобное, вы покупаете эквивалент водопроводной воды.

Разливочная машина может обрабатывать муниципальную или общественную воду так, чтобы она соответствовала определению правительства Соединенных Штатов для «очищенной воды», «деминерализованной воды», «деионизированной воды», «дистиллированной воды» или «воды обратного осмоса».»Затем он может быть помечен этими именами.

Вся эта обработка, розлив и маркировка имеет свою стоимость. Как правило, самая дорогая вода — это вода в одноразовых контейнерах. Когда вода покупается в емкостях большего размера, стоимость галлона снижается.

Винтажный кувшин для воды: Ранний кувшин, использовавшийся для продажи минеральной воды из Орегонских источников Wild Pigeon Springs. Минеральную воду традиционно употребляли у источника, где она была произведена. Затем предприимчивые компании решили разлить его по бутылкам для распределенных продаж, в данном случае — компанией Skidmore Drug.Изображение Горного управления США.

Воды из геологических источников

Некоторые воды в бутылках специально производятся и продаются как из природного источника. Они также регулируются Управлением по контролю за продуктами и лекарствами и должны быть маркированы в соответствии с определениями FDA. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных водных образов.

Минеральная вода

«Минеральная вода» — это природная вода, добываемая из колодца или источника и содержащая не менее 250 частей на миллион растворенных твердых веществ.Эти растворенные твердые вещества можно рассматривать как примеси. Однако некоторые люди считают, что растворенные минералы приносят определенную пользу для здоровья.

Существует очень мало тщательных исследований о пользе для здоровья минеральных вод, полученных из определенных источников. FDA не разрешает производителю добавлять в воду дополнительные минералы или заявляет, что минеральная вода обеспечивает какую-либо недоказанную «пользу для здоровья».

Родниковая вода

«Родниковая вода» должна быть получена из природного источника.Источник — это место, где вода естественным образом стекает на поверхность земли. В прошлом многие люди считали, что родниковая вода особенная, потому что она вытекала из земли и ранее не использовалась. Однако процессы, образующие источники, теперь хорошо изучены, и вода, которая вытекает из них, — это просто грунтовые воды без каких-либо особых свойств.

Артезианский водоносный горизонт: Разрез, показывающий водоносный горизонт, вскрытый артезианскими скважинами. Давление в водоносном горизонте заставляет воду подниматься в скважины.Колодец в правой части схемы представляет собой проточную артезианскую скважину, которая дает воду без откачки. Артезианская скважина слева имеет уровень воды выше верхней части водоносного горизонта; однако это не текущий артезианский колодец. Изображение USGS.

Артезианская вода

«Артезианская вода» — вода, добываемая из артезианской скважины. Чтобы быть артезианской скважиной, вода в водоносном горизонте (подземная горная порода, которая удерживает и передает воду) должна находиться под достаточным давлением, чтобы поднять ее до уровня, превышающего верхнюю часть водоносного горизонта.Хотя это интересная геологическая ситуация, артезианская вода не имеет особых химических или лечебных свойств.

Газированная вода

«Газированная вода» производится из источника или колодца, который естественным образом содержит растворенный углекислый газ, поэтому вода естественно газированная. Производитель может искусственно заменять углекислый газ, который теряется во время обработки, но не может добавлять больше, чем было в воде, когда она вышла из земли. Хотя это редкая геологическая ситуация, вода — это скорее новинка, чем продукт, обеспечивающий особую пользу для здоровья.

Вода из скважины: Поперечный разрез глубоких и неглубоких колодцев, используемых для добычи подземных вод. Глубокий колодец проникает на глубину ниже сезонного меженного уровня грунтовых вод. Он имеет способность производить воду во время засухи, когда уровень грунтовых вод падает и неглубокие колодцы пересыхают. Неглубокий колодец недостаточно глубок, чтобы обеспечивать постоянный поток воды во время засухи. Изображение USGS.

Подземные и колодезные воды

«Грунтовые воды» и «колодезная вода» — это названия, используемые для воды, которая добывается из колодца, который проникает через грунтовые воды.Уровень грунтовых вод — это уровень земли, ниже которого все поровые пространства заполнены водой. Многие коммунальные и муниципальные системы водоснабжения получают воду из колодцев. В этих водах нет ничего особенного. У них нет природных свойств, которые отличают их от других коммерческих вод. Это то, что многие люди, использующие общественные и частные системы водоснабжения, получают из-под крана каждый день.

Аварийный источник воды

Пожалуй, наиболее важным применением бутилированной воды является ее аварийное снабжение.Когда водоснабжение прекращено или загрязнено, вода в бутылках часто является единственным легкодоступным источником воды. Многие люди, семьи, компании, организации, государственные учреждения и военные держат запасы воды в бутылках для использования в чрезвычайных ситуациях. Если вы регулярно пользуетесь бутилированной водой, это не должно быть расходом. Просто покупайте заранее и меняйте акции.

Вода для чрезвычайных ситуаций: При стихийном бедствии, таком как ураган, наводнение или землетрясение, системы распределения воды часто повреждаются или загрязняются, что делает водопроводную воду недоступной или небезопасной для использования.Это когда вода в бутылках чрезвычайно важна. Бутилированная вода — это приоритетная вещь в семейном шкафу для неотложной помощи. Вода в коммерческих бутылках может храниться около двух лет.

Вода в бутылках лучше, чем вода из-под крана?

Если вы пьете воду в бутылках, потому что считаете ее более чистой, полезной для вашего здоровья или более безопасной, чем общественная или муниципальная вода, вы, вероятно, не окупаете свои деньги. Стандарты чистоты бутилированной воды, установленные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, не выше стандартов, применяемых к водопроводной воде, установленных Агентством по охране окружающей среды.В некоторых случаях они могут быть менее строгими.

Одна проблема, связанная с водопроводной водой, которая мотивирует многих людей пить воду в бутылках, — это ее «вкус». Некоторым людям не нравится вкус воды из-под крана, поэтому они пьют воду из бутылок. Некоторые компании производят ароматизированную воду, чтобы повысить привлекательность своего продукта.

Экономия денег — Бутылка сама по себе: Если вам нравится вода в бутылках, вы можете сэкономить много денег, купив несколько личных бутылок с водой и наполнив их водой дома.Добавьте кусочек фруктов или несколько капель ароматизатора, чтобы освежить вкус. Персональные бутылки с водой бывают разных размеров, форм, цветов и стилей. Вам даже не нужно его покупать; просто утилизируйте бутылки для напитков любого типа. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / ProfStock.

Зачем платить большие деньги за воду в бутылках?

Преимущество бутилированной воды заключается в удобстве и новизне. Вместо того, чтобы покупать воду в бутылках, вы можете носить с собой флягу или питьевую чашку и сэкономить много денег, выпивая воду из-под крана.Вода в бутылках может стоить тысяч в раз дороже воды из-под крана! Питьевая вода из-под крана также поможет окружающей среде, потому что для производства пластиковых бутылок с водой требуются ресурсы, они являются одним из основных источников пластика, выбрасываемого на свалки, а при транспортировке миллиардов галлонов воды каждый год используется много топлива!

Если вы думаете, что питьевая вода в бутылках вместо воды из-под крана имеет преимущества для здоровья или окружающей среды, вы, вероятно, не окупаете свои деньги.

НАСТОЯЩАЯ выгода — это то, что вы не пили!

Вода не содержит калорий, растворенного сахара, алкоголя и кофеина. Если вы регулярно пьете воду вместо газированных напитков, пива, кофе или холодного чая, вы, вероятно, делаете здоровый выбор.

Пейте воду вместо чая со льдом или кофе, чтобы снизить потребление кофеина. Утоляйте жажду водой, а не пивом, и вы можете избежать пивной кишки или винного погонщика по дороге домой.Избегайте напитков с сахаром, чтобы похудеть или избежать кариеса. Таковы некоторые реальные преимущества воды в бутылках или водопроводной воды. В качестве альтернативного напитка легко пить воду.

Итак, начните думать о воде как о альтернативном напитке. Вода в бутылках и вода из-под крана полезнее для здоровья, чем большинство альтернатив. Пейте воду в бутылках, когда вам нужно удобство. Пейте водопроводную воду, чтобы сэкономить деньги и сохранить окружающую среду.

типов водоносных горизонтов | ЗЕМЛЯ 111: Вода: наука и общество

Типы водоносных горизонтов

Более подробно, существует три основных классификации водоносных горизонтов, определяемых их геометрией и отношением к топографии и геологии недр (рис. 6-9).Простой водоносный горизонт, показанный на Рисунке 6, называется неограниченным водоносным горизонтом, потому что формация водоносного горизонта простирается по существу до поверхности суши. В результате водоносный горизонт находится в сообщении под давлением с атмосферой. Неограниченные водоносные горизонты также известны как водоносные горизонты уровня грунтовых вод, потому что уровень грунтовых вод отмечает верхнюю часть системы грунтовых вод.

Вторым распространенным типом водоносного горизонта является замкнутый водоносный горизонт, который изолирован от воздействия давления с вышележащими или нижележащими геологическими образованиями — а также с земной поверхностью и атмосферой — одним или несколькими ограничивающими слоями или ограничивающими единицами.Замкнутые водоносные горизонты отличаются от неограниченных водоносных горизонтов двумя фундаментальными и важными способами. Во-первых, замкнутые водоносные горизонты обычно находятся под значительным давлением, которое может быть вызвано подпиткой на большей высоте или весом вышележащих пород и почвы (известных как покрывающие породы). В некоторых случаях давление достаточно велико, чтобы скважины, пробуренные в водоносный горизонт, не текли. Это условие требует, чтобы давление воды в водоносном горизонте было достаточным для подачи воды вверх по стволу скважины и над поверхностью земли, и такие скважины называются артезианскими скважинами (Рисунок 7).Во-вторых, замкнутые водоносные горизонты обычно остаются насыщенными по всей своей толщине, даже когда вода удаляется насосными скважинами. Вода, извлекаемая из водоносного горизонта, поступает только в результате разгерметизации водоносного горизонта — комбинации разгерметизации и расширения самой воды, а также релаксации пласта водоносного горизонта при снижении давления (Рисунок 8).

Рис. 6. Схематическая диаграмма поперечного сечения, показывающая слоистую систему с верхним неограниченным водоносным горизонтом над ограничивающим блоком и под ним закрытый водоносный горизонт.Обратите внимание на уровень воды в двух скважинах: В неограниченном водоносном горизонте, уровень воды в скважине такой же, как высота грунтовых вод. В замкнутом водоносном горизонте уровень воды выше, чем верхняя часть водоносного горизонта, что указывает на то, что водоносный горизонт полностью насыщен и что вода находится под давлением.

Рисунок 7. Артезианская скважина в Южной Грузии

Рисунок 8. Схема, иллюстрирующая влияние откачки из скважины в неограниченном водоносном горизонте (слева) и водоносный горизонт (справа).При перекачивании безнапорных водоносных горизонтов водозабор приводит к понижению уровня грунтовых вод, и поровые пространства становятся ненасыщенными. Закачка в замкнутые водоносные горизонты снижает давление воды, но поровое пространство остается полностью насыщенным.

Третий основной тип водоносного горизонта — это водоносный горизонт, расположенный на возвышении (рис. 6). Водоносные горизонты расположены над прерывистыми водоносными слоями, что позволяет грунтовым водам «образовываться» над ними. Эти водоносные горизонты расположены над региональным уровнем грунтовых вод и находятся в пределах региональной водоносной зоны (т.е. ниже водоносного горизонта есть ненасыщенная зона). Размеры водоносных горизонтов, расположенных на возвышении, обычно невелики (что диктуется климатическими условиями и размером водоносных слоев), а объем воды, который они содержат, чувствителен к климатическим условиям и, следовательно, сильно меняется во времени.

Рис. 9. Схематическое поперечное сечение, показывающее залегание водоносных горизонтов над безнапорным водоносным горизонтом.

Подземные воды

Подземные воды

Давление поровой воды

Как правило, вода в пустотах элемента насыщенного грунта будет находиться под давлением либо из-за физического расположения грунта, либо в результате внешних сил.Это давление является поровым давлением воды или поровым давлением ед. Его измеряют относительно атмосферного давления.

Когда
потока нет, поровое давление на глубине 903 · 10d

под поверхностью воды
составляет: u = g w d

Давление поровой воды

Уровень грунтовых вод

Уровень грунта, на котором поровое давление равно нулю (равному атмосферному), определяется как уровень грунтовых вод или поверхность фреатических отложений .

Когда нет потока, поверхность воды будет на одном уровне в любой стояке, помещенной в землю ниже уровня грунтовых вод. Это называется условием гидростатического давления .

Поровое давление на глубине дн.
 ниже уровня грунтовых вод:: u = g w d

Водный стол

Мелкозернистые почвы

В мелкозернистых почвах,
эффекты поверхностного натяжения могут вызвать капиллярную воду
подняться над уровнем грунтовых вод.Разумно предположить, что поровое давление изменяется линейно с глубиной,
поэтому поровое давление над уровнем грунтовых вод будет отрицательным.

Если уровень грунтовых вод находится на глубине d w , то поровое давление у поверхности земли
это u o = —
g w . d w
и поры
давление на глубине z составляет u = g w (z —
d w )

Где уровень грунтовых вод глубже или где испарение
происходит с поверхности, насыщение капиллярной водой не может
происходят.Высота, до которой почва остается насыщенной отрицательными порами
Давление над уровнем грунтовых вод называется капиллярным подъемом.

Водный стол

Грунты крупнозернистые

Почва ниже уровня грунтовых вод может считаться насыщенной.
В крупнозернистых почвах вода будет стекать из пор и воздух
поэтому будет присутствовать в почве между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод.

Следовательно, поровым давлением над уровнем грунтовых вод обычно можно пренебречь.Ниже уровня грунтовых вод,
гидростатическое давление воды линейно увеличивается с глубиной.

С уровнем грунтовых вод на глубине d w

u = 0 для z w
u = g w (z — d w ) для z> d w

Уровень грунтовых вод

Водный горизонт

Если земля содержит слои проницаемой почвы (например,пески) с вкраплениями
пластов с гораздо меньшей проницаемостью (например, глины) может образоваться один или более водоемов , и общее распределение
поровое давление с глубиной не может быть исключительно линейным.

Обнаружение водоносных горизонтов во время исследования участка важно, иначе оценки будут ошибочными
может возникнуть распределений порового давления на месте.

На условия порового давления ниже уровня грунтовых вод может повлиять местная инфильтрация дождевой воды
или локализованное просачивание и поэтому может не находиться в гидростатическом равновесии.

Показать график давления воды

Щелкните слой почвы, чтобы отобразить описание

Описание появляется в строке состояния, когда мышь находится над слоем.

В Internet Explorer также отображается всплывающая метка

Давление поровой воды

Высота, давление и общий напор

Поровое давление в заданной точке (например, в точке A на диаграмме) может быть
измеряется высотой воды в стояке, расположенной в этой точке.

Поровое давление часто указывается на диаграммах таким образом.

Высота
водяной столб напорный (h w )

Для выявления значительных различий порового давления при разных
points, нам нужно исключить влияние положения точек. Высота
требуется точка отсчета, от которой измеряются точки.Высота
голова (h z ) точки — ее высота над
исходная линия. Высота над точкой отсчета уровня воды в стояке
— общий напор (ч).

h = h z + h w

Давление поровой воды

Гидравлический уклон

Поток поровой воды в почвах перемещается от позиций с более высоким общим напором к позициям с более низким общим напором.Уровень датума произвольный. Важны разностей в общем напоре.
Гидравлический градиент — это скорость изменения общего напора в направлении потока.

i = Dh / Ds

На каждой диаграмме есть две точки, на небольшом расстоянии Ds друг от друга,
h z1 и h z2 над датой.

На первой диаграмме общее количество напоров равно . Разница порового давления составляет
полностью из-за разницы в высоте двух точек и поровая вода не имеет тенденции течь.
На второй диаграмме общее количество напоров составляет различных, голов. Гидравлический уклон
i = (h 2 — h 1 ) / DS
и поровая вода имеет тенденцию течь.

Давление поровой воды

Эффективное напряжение

Вся сила и напряжение: деформационные характеристики грунтов могут быть связаны с изменениями
эффективный стресс

Эффективное напряжение (s ‘) = общее напряжение (я) — давление поровой воды (u)

s ‘= s — u

Подземные воды

Проницаемость

Закон Дарси
Скорость потока воды q (объем / время) через площадь поперечного сечения A оказывается пропорциональной
гидравлический градиент i по закону Дарси:

v = q =
k.я
я = 		дирхам
A DS

, где v — скорость потока, а k — коэффициент проницаемости
с размерностями скорости (длина / время).

Коэффициент проницаемости почвы является мерой проводимости (т. Е. Обратной величиной сопротивления).
что он обеспечивает поток воды через его поры.

Значение коэффициента проницаемости k зависит от среднего размера пор и составляет
связанные с распределением частиц по размерам,
форма частиц и структура почвы. Соотношение проницаемостей типичных песков / гравий
по сравнению с типичными глинами порядка 10 6 .
Небольшая доля мелкого материала в крупнозернистой почве может привести к
значительное снижение проницаемости.

Проницаемость

Коэффициент пустотности и проницаемость

На проницаемость всех почв сильно влияет плотность упаковки почвенных частиц.
которые можно просто описать через коэффициент пустот e или пористость n.

Пески

Для фильтровальных песков установлено, что k 0,01 (d 10 ) м / с, где d 10
— эффективный размер частиц в мм. Эти отношения были предложены Хазеном.

Уравнение Козени-Кармана предполагает, что для ламинарного потока в насыщенных почвах:

Водоносные горизонты: подземные запасы пресной воды

Водоносные горизонты — это подземные слои горной породы, насыщенные водой, которая может быть поднята на поверхность через природные источники или путем откачки.

Подземные воды, содержащиеся в водоносных горизонтах, являются одним из самых важных источников воды на Земле: по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), около 30 процентов нашей жидкой пресной воды составляют подземные воды. Остальное находится на поверхности в ручьях, озерах, реках и водно-болотных угодьях. Большая часть пресной воды в мире — около 69 процентов — заперта в ледниках и ледяных шапках. На веб-сайте Геологической службы США есть карта важных водоносных горизонтов на территории Соединенных Штатов.

Подземные воды могут быть найдены в различных типах пород, но наиболее продуктивные водоносные горизонты находятся в пористых, проницаемых породах, таких как песчаник, или в открытых полостях и пещерах известняковых водоносных горизонтов. Подземные воды легче проходят через эти материалы, что позволяет ускорить откачку и другие методы извлечения воды. Водоносные горизонты также можно найти в регионах, где порода состоит из более плотного материала, такого как гранит или базальт, если в этой породе есть трещины и трещины.

«Водоносные горизонты бывают разных форм и размеров, но на самом деле они являются замкнутым подземным хранилищем воды», — сказал Стивен Филлипс, гидролог из U.Геологическая служба США (USGS) в Сакраменто, Калифорния.

Плотный непроницаемый материал, такой как глина или сланец, может действовать как «водоносный слой», то есть слой камня или другого материала, который почти непроницаем для воды. Через грунтовые воды могут проходить через такой материал, но это будет происходить очень медленно (если вообще будет). По словам Филлипса, разломы или горы также могут блокировать движение пресных грунтовых вод, как и океан.

Водоносный слой может задерживать грунтовые воды в водоносном горизонте и создавать артезианскую скважину.Когда грунтовые воды протекают под водоемом с более высокой возвышенности на более низкую, например, с горного склона на дно долины, давления на грунтовые воды может быть достаточно, чтобы вытеснить воду из любой скважины, пробуренной в этот водоносный горизонт. Такие колодцы известны как артезианские колодцы, а водоносные горизонты, в которые они попадают, называются артезианскими водоносными горизонтами или замкнутыми водоносными горизонтами.

Как движутся грунтовые воды

Когда новые поверхностные воды попадают в водоносный горизонт, они «пополняют» запасы грунтовых вод.По словам Филлипса, подпитка происходит в основном вблизи гор, а грунтовые воды обычно стекают вниз со склонов гор к ручьям и рекам под действием силы тяжести. По данным Министерства охраны окружающей среды Канады, в зависимости от плотности породы и почвы, через которые проходят грунтовые воды, они могут продвигаться медленно, до нескольких сантиметров за столетие. В других районах, где скалы и почва более рыхлые и проницаемые, грунтовые воды могут перемещаться на несколько футов за день.

Вода в водоносном горизонте может удерживаться под поверхностью Земли в течение многих столетий: гидрологи подсчитали, что воде в некоторых водоносных горизонтах более 10 000 лет (это означает, что она выпала на поверхность Земли в виде дождя или снега примерно за 6000 лет до Египта). Великая пирамида в Гизе была построена).Самые старые из когда-либо обнаруженных подземных вод были обнаружены на глубине 2 миль (2,4 км) в канадской шахте и застряли там от 1,5 до 2,64 миллиарда лет назад.

Но чем глубже копается вода, тем соленее становится жидкость, сказал Филлипс. «Подземные воды могут быть очень, очень глубокими, но в конечном итоге это рассол», — сказал он. «Для пресной воды глубины очень ограничены».

Большая часть питьевой воды, от которой зависит общество, содержится в неглубоких водоносных горизонтах. Например, водоносный горизонт Огаллала — обширный резервуар грунтовых вод площадью 174 000 квадратных миль (450 000 квадратных километров) — обеспечивает почти одну треть сельскохозяйственных грунтовых вод Америки и более одной.8 миллионов человек полагаются на водоносный горизонт Огаллала для получения питьевой воды.

Точно так же Техас получает почти 60 процентов воды из грунтовых вод; во Флориде подземные воды обеспечивают более 90 процентов пресной воды штата. Но эти важные источники пресной воды подвергаются все большей опасности.

Сельское хозяйство и растущее население предъявляют значительные требования к истощающимся водоносным горизонтам. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Угрозы водоносным горизонтам

По данным исследования 2013 года, проведенного Университетом штата Канзас, к 2010 году около 30 процентов подземных вод водоносного горизонта Огаллала было задействовано.Некоторые части водоносного горизонта Огаллала сейчас высохли, а уровень грунтовых вод снизился более чем на 300 футов в других областях. Исследование показало, что более двух третей подземных вод этого водоносного горизонта Огаллалла могут быть осушены в течение следующих нескольких десятилетий.

«Уровень воды только что снижался, понижался, понижался», — сказал Филип. «Большая часть этой системы была перезаряжена 10 000 лет назад во время последнего ледникового периода, и сейчас мы добываем воду. Мы забираем старую воду, которая не пополняется.»

Та же проблема все чаще встречается во всем мире, особенно в районах, где быстро растущее население предъявляет повышенные требования к ограниченным ресурсам водоносного горизонта — в этих местах откачка может превышать способность водоносного горизонта пополнять запасы грунтовых вод.

Когда откачка грунтовых вод приводит к понижению уровня грунтовых вод, затем уровень грунтовых вод может опуститься настолько низко, что станет ниже глубины колодца. В таких случаях колодец «высыхает», и воду нельзя удалить, пока грунтовые воды не будут восстановлены — что в некоторых случаях может занять сотни или тысячи лет.

Когда грунт опускается из-за откачки грунтовых вод, это называется проседанием. По данным НАСА, которое использует спутниковые данные для отслеживания проседания, в южной части Калифорнии, в долине Сан-Хоакин, где фермеры полагаются на колодцы для орошения, в период с 1920-х по 1970-е годы поверхность земли составляла 8,5 метра.

«Проседание земли представляет собой угрозу для водоносных горизонтов, а также для инфраструктуры на поверхности», — сказал Филлипс.

Помимо уровня грунтовых вод, качеству воды в водоносном горизонте может угрожать проникновение соленой воды (особая проблема в прибрежных районах), биологические загрязнители, такие как навоз или сброс септических резервуаров, и промышленные химикаты, такие как пестициды или нефтепродукты.А как только водоносный горизонт загрязнен, его, как известно, трудно исправить.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​17 октября 2018 г. младшим редактором Live Science Тиа Гхош.

водопровод | Описание, очистка, распределение и качество воды

Изменения в системах водоснабжения

Вода была важным фактором в расположении первых поселений, и развитие систем общественного водоснабжения напрямую связано с ростом городов.При освоении водных ресурсов, выходящих за пределы их естественного состояния в реках, озерах и родниках, рытье неглубоких колодцев, вероятно, было самым ранним нововведением. По мере увеличения потребности в воде и разработки инструментов скважины углублялись. Колодцы, облицованные кирпичом, были построены горожанами в бассейне реки Инд еще в 2500 году до нашей эры, а колодцы глубиной почти 500 метров (более 1600 футов), как известно, использовались в древнем Китае.

Строительство qanāt s, туннелей с небольшим уклоном, проложенных в склонах холмов, содержащих грунтовые воды, вероятно, возникло в древней Персии около 700 г. до н. Э.Со склонов холмов вода под действием силы тяжести переносилась по открытым каналам в близлежащие города. Использование qanāt s стало широко распространенным во всем регионе, и некоторые из них все еще существуют. До 1933 года иранская столица Тегеран полностью обеспечивала водоснабжение из системы канатов с.

qanāt

A qanāt в Национальной библиотеке Ирана, Тегеран.

Зерешк

Необходимость направлять водоснабжение из отдаленных источников была результатом роста городских сообществ.Среди наиболее заметных из древних систем водоснабжения — акведуки, построенные между 312 г. до н. Э. И 455 г. до н. Э. На всей территории Римской империи. Некоторые из этих впечатляющих работ существуют до сих пор. В трудах Секста Юлия Фронтина (который был назначен суперинтендантом римских акведуков в 97 г. н. Э.) Содержится информация о проектировании и строительстве 11 основных акведуков, которые снабжали Рим. Типичный римский акведук, простирающийся от далекой родниковой местности, озера или реки, включал в себя ряд подземных и надземных каналов.Самой длинной была «Аква Марсия», построенная в 144 г. до н. Э. Его источник находился примерно в 37 км (23 милях) от Рима. Однако сам акведук был 92 км (57 миль) в длину, потому что он должен был изгибаться по контурам суши, чтобы поддерживать постоянный поток воды. Около 80 км (50 миль) акведук находился под землей в крытой траншее, и только последние 11 км (7 миль) он проводился над землей в аркаде. Фактически, большая часть общей длины акведуков, снабжающих Рим (около 420 км [260 миль]), была построена в виде крытых траншей или туннелей.При пересечении долины акведуки поддерживались аркадами, состоящими из одного или нескольких уровней массивных гранитных опор и впечатляющих арок.

Акведук Сеговии

Акведук Сеговии в Сеговии, Испания.

© SeanPavonePhoto / Fotolia
Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.
Подпишитесь сегодня

Акведуки заканчивались в Риме у распределительных резервуаров, из которых вода направлялась в общественные бани или фонтаны. У некоторых очень богатых или привилегированных граждан вода была подведена прямо в дома, но большинство людей приносило воду в контейнерах из общественного фонтана.Вода текла постоянно, излишки использовались для очистки улиц и смыва канализации.

Древние акведуки и трубопроводы не выдерживали большого давления. Каналы сооружали из тесаного камня, кирпича, щебня или грубого бетона. Трубы обычно делали из перфорированного камня или полых деревянных бревен, хотя также использовались глиняные и свинцовые трубы. В средние века не было заметного прогресса в методах или материалах, используемых для транспортировки и распределения воды.

Чугунные трубы с соединениями, способными выдерживать высокое давление, практически не использовались до начала 19 века.Примерно в то время паровой двигатель впервые был применен для откачивания воды, что позволило всем, кроме самых маленьких, получать питьевую воду непосредственно в отдельные дома. Асбестоцемент, высокопрочный чугун, железобетон и сталь стали использоваться в качестве материалов для трубопроводов водоснабжения в 20 веке.

Развитие водоподготовки

В дополнение к количеству воды, вызывает озабоченность качество воды. Даже древние понимали важность чистоты воды.В санскритских писаниях 2000 г. до н. Э. Рассказывается, как очищать грязную воду путем кипячения и фильтрации. Но только в середине XIX века была доказана прямая связь между загрязненной водой и болезнью (холерой), и только в конце того же века немецкий бактериолог Роберт Кох доказал микробную теорию болезни. создание научной основы для обработки и санитарии питьевой воды.

Очистка воды — это изменение источника воды для достижения качества, отвечающего установленным целям.В конце XIX — начале XX века главной целью было устранение смертельных заболеваний, передаваемых через воду. Примерно в то же время началась обработка общественной питьевой воды для удаления патогенных или болезнетворных микроорганизмов. Методы лечения включали фильтрацию через песок, а также использование хлора для дезинфекции. Практическое устранение таких заболеваний, как холера и брюшной тиф в развитых странах, доказало успех этой технологии очистки воды. В развивающихся странах болезни, передаваемые через воду, по-прежнему являются главной проблемой качества воды.

В промышленно развитых странах обеспокоенность сместилась в сторону хронических последствий для здоровья, связанных с химическим загрязнением. Например, предполагается, что следовые количества некоторых синтетических органических веществ в питьевой воде вызывают рак у людей.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2025 © Все права защищены.