1.2. Бурение скважин на воду

Чтобы проживание в загородном доме было по-настоящему удобным и комфортным, необходимо постоянное водоснабжение. Зачастую подключиться к централизованным сетям водоканала не представляется возможным. Поэтому идеальным решением в таких случаях является бурение на водуиндивидуальной скважины. В зависимости от того, какого качества и количество воды требуется, а также, исходя из геологического разреза, выбирается тип скважины и способ бурения [15].

Подземные воды обычно отличает гораздо более низкий уровень содержания загрязнений, в изобилии «представленных» в поверхностных водах, - канализационных стоков, минеральных удобрений с полей, нефтепродуктов, опасных микроорганизмов и других «незваных гостей».

Как правило, скважина обеспечивает устойчивый расход воды, то есть её постоянное расчётное количество, вне зависимости от времени года. Кроме того, качество воды и производительность скважины (разумеется, правильно устроенной) мало меняются с течением времени.

Весь цикл работ по организации скважинного водоснабжения можно разделить на три этапа: первый - подготовительный (получение разрешения на обустройство скважины и подготовка необходимой документации), второй - бурение, третий - подбор и установка насосного оборудования. На первом этапе выбирают примерное место расположения будущей скважины.

Лучше всего, если заказчик заранее пригласит гидрогеолога, который порекомендует ему действительно подходящий для этого участок с учётом требований СЭС по размещению скважинных водозаборов. «Цена вопроса» зависит от того, на какой водоносный горизонт предполагается проводить бурение и какой объём воды рассчитывает получить потребитель. Некоторые строительные организации, занимающиеся буровыми работами, предлагают свои услуги по оформлению лицензий. Это обойдётся заказчику чуть дороже, зато хлопот будет гораздо меньше.

Песок или известняк?

На стадии проектирования скважины необходимо определить её разновидность. Широкое распространение получили скважины двух типов - пробурённые до водоносных песчаных грунтов и до трещиноватых известняков (их иногда называют артезианскими). Эти типы скважин сильно различаются между собой. Водоносные пески залегают неглубоко, как правило, на глубинах до 40 метров.

Строительство скважин «на песок» (рис. 1) ведётся быстро, за 1-2 дня, и обходится сравнительно недорого: погонный метр такой скважины, примерно, в 2-3 раза дешевле, чем пробурённой «на известняк». Кроме того, песчаные скважины не подлежат лицензированию. К сожалению, у них много недостатков: относительно небольшая производительность (порядка 0,5-1,0 м3/ч); срок службы всего 5-8 лет из-за высокой скорости заиливания; низкое качество воды, так как загрязнения с поверхности земли пусть и в малых количествах, но попадают в неглубокие пески (вода на глубине 6-8 м по химическому составу может почти не отличаться от воды из близлежащего пруда). Именно вследствие невысокого качества воды песчаные скважины не рекомендуют обустраивать в тех местах, где риск поверхностного загрязнения особенно велик.

Скважины, пробурённые до водонасыщенных трещиноватых известняков (рис.1), отличаются стабильным химическим составом воды, высокой производительностью, долговечностью (30 и более лет). Вода в них надёжно защищена от поверхностного загрязнения, но бывает достаточно сильно минерализована, содержит растворённые соли кальция, магния, железа и другие химические соединения, ухудшающие её качество.

На стоимость бурения влияют конечная глубина скважины, методика её строительства и диаметр ствола. Песчаные скважины часто бурят шнековым методом с помощью специального шнекового бура, напоминающего очертаниями нож и шнек мясорубки. Шнековый метод более дёшев, но применим только при небольших глубинах скважин (до 20-25 м) и при условии отсутствия в почве крупнообломочных скальных пород, наличие которых значительно усложняет работу.

Рис. 1. Конструкция песчаной и артезианской скважин [19].

Скважину бурят до тех пор, пока не будет вскрыт слой песчаного водоносного горизонта с достаточным количеством воды. При достижении этого горизонта в ствол скважины помещают обсадную трубу диаметром 127- 152 мм. Для установки насоса ствол колодца заглубляют в водоносный пласт на 2-3 м (интервал между насосом и дном - около 1 м, длина насоса - порядка 0,6-0,8 м плюс запас на колебания уровня воды). Бурение глубоких скважин производят с промывкой ствола глинистым раствором. После прохождения верхних песчано-глинистых отложений и достижения известняка в шахту опускают обсадную колонну и далее бурят с использованием чистой воды. Обсадная колонна может быть изготовлена из отрезков стальной трубы, сваренных между собой либо скреплённых на резьбовом соединении. Последний вариант надёжнее, так как некачественно выполненный сварной шов начинает со временем течь.

Поэтому оптимальной считается технология, предусматривающая использование дополнительной эксплуатационной колонны из пищевого пластика. В данном случае до уровня известняка бурят скважину большего диаметра, в которую помещают одну или две колонны стальных обсадных труб. Ниже, в известняке, бурят скважину уже обычного диаметра. Внутрь опускают пластиковую эксплуатационную колонну с перфорированными стенками. Зазор между колоннами в нижней части заполняют гравием, а в верхней - глиной (компактонитом). Гравийная подушка служит защитой от заиливания, а компактонит под воздействием влаги разбухает и герметично закупоривает зазор, преграждая путь загрязнённой воде сверху [19].

Особенности конструкции скважины

Скважинный насос. Вода подается в дом с помощью установленного в скважине насоса, который на тросе опускается в обсадную колонну; трос закрепляется на оголовке скважины. Понятно, что трос из нержавейки, а питающий насос кабель с многослойной водонепроницаемой изоляцией.

К качеству скважинных насосов предъявляются очень высокие требования. Они должны работать бесперебойно в течение многих лет, потому что в случае выхода из строя стоимость его демонтажа сопоставима со стоимостью нового насоса.

Рис. 2. Примеры установки погружных насосов: 1 -насос, 2 -электрощит, 3 -щупы минимального уровня, 4 -манометр, 5 -обратный клапан, 6 -реле давления, 7 -бак насосной станции, 8 -мембранный бак, 9 -накопительный бак.