Вода из-под земли: бурение артезианской скважины

«И в ванне, и в бане, всегда и везде – вечная слава воде!» Как только задумываешься о водоснабжении загородного участка, сразу приходит на ум этот знакомый всем нам с детства слоган. Особенно актуален он для землевладельцев, которые возводят дома с большим количеством точек водопотребления в коттеджных посёлках, имеющих развитую инженерную инфраструктуру.

Расчёт потребления

При выборе типа водозаборного сооружения ориентироваться нужно не только на количество санузлов и объем ванны или бассейна. Немаловажными являются также количество жильцов и сезонность проживания. Активное водопотребление подразумевает адекватный водоотвод, поэтому необходимо учесть тип канализации, этажность здания и требуемую величину давления в трубах.
Водопотребление в загородном доме для постоянного проживания бывает обычно несколько больше, чем в благоустроенной городской квартире. В основном это связано с необходимостью полива, а также с наличием на участке водоёмов и фонтанов. Соответственно, водоотдача сооружения в единицу времени должна быть увеличена.
Гидрогеология северозападного региона такова, что традиционный колодец вряд ли сможет обеспечить вас водой приемлемого качества и в достаточном количестве. Возможен следующий вариант: колодец большой глубины (2030 м) с относительно маленьким водопритоком (0,51 м3/сутки). Хорошее качество воды обеспечивается в этом случае наличием глинистых водоупорных слоёв.

Бурение артезианской скважины

Чтобы получить источник, надёжно защищённый от биологического и техногенного загрязнения, придётся углубиться в толщу земли. Забор воды должен производиться из тех пластов, в которых происходит миграция влаги. Они залегают на большой глубине между двумя водоупорными слоями.
Очень часто застройщикам приходится сталкиваться с проблемой заболоченности участков. Торфяники могут простираться на глубину до 810 м, а обилие песков и плывунов ухудшает положение ещё больше. Водоотдача колодца, построенного на таких почвах, будет менее 0,5 м3, а заглубление в грунт составит от 1 до 6 м. Активный приток воды просто не позволит сделать его глубже, иначе колодец начнёт разрушаться, да и вода вследствие низкого коэффициента фильтрации окажется не пригодной для питья и подойдёт только для хозяйственнобытовых нужд и полива.
Если вода оказывается сжатой, то при вскрытии пласта путём бурения она под напором поднимается вверх и фонтанирует. В одном популярном мультфильме, где крот, обезьянка и тигрёнок ищут клад, этот процесс показан достаточно наглядно. Из пробурённой кротом скважины всех троих вынесла на поверхность сильная струя воды – типичный пример артезианской скважины с самоизливом. Водоносные горизонты (известняки) есть везде, только залегают они на разной глубине. На карте мультипликационных героев, видимо, было показано ближайшее к поверхности место расположения.
Водоотдача артезианской скважины начинается с величины 1,53 м3, что для полноценного функционирования коттеджа с развитой инженерной инфраструктурой уже достаточно. Но, как правило, дебит составляет запредельные 1416 м3, благодаря чему становится возможным подключение к скважине сразу нескольких пользователей.
Воды обильных артезианских бассейнов считаются полезными ископаемыми и находятся под охраной государства. Поэтому перед тем, как привезти буровую технику на свой участок, необходимо оформить лицензию на право пользования недрами. Для её получения потребуется рабочий проект скважины, ситуационный план местности, указание баланса водопотребления, ТУ на канализование и документы, подтверждающие право владельца на земельный участок. В первую очередь придётся выделить площадку 30 на 30 метров под зону санитарной охраны и добиться одобрения СЭС на проектируемую в этой зоне скважину. Правда, многие фирмы, предоставляющие услуги по бурению, охотно берут решение «бумажного» вопроса на себя.
Для осуществления работ необходимо наличие подъездных путей для техники, площадки для бурения размером 3 на 8 или 4 на 12 метров и электрической сети (220 В), способной выдержать нагрузку в 2 кВт.
Бурение можно производить на расстоянии не менее трёх метров от фундамента здания. В случае любого ремонта (углубление, чистка, восстановление герметичности, замена насоса) вновь понадобится тяжёлая буровая техника.

Материалы и цены

Переносная буровая установка. ГеоПлюсПроект Работы производятся при помощи установок роторного бурения. Для более эффективной водоотдачи приёмную часть скважины в толще водоносного известнякового горизонта делают перфорированной.
Для сооружения обсадной колонны используются стальные горячекатаные трубы, диаметр которых обычно варьирует от 133 до 168 мм. Желательно, чтобы соединения между ними были резьбовыми. В отличие от сварных швов, такие соединения, вопервых, меньше подвержены коррозии, а вовторых, оставляют возможность демонтировать обсадную колонну в случае непредвиденного ремонта.
Внутри должен располагаться эксплуатационный ствол (трубы меньшего диаметра из пищевого пластика). Этот материал экологически безопасен, не подвержен коррозии, устойчив к воздействию агрессивной среды; его применение полностью исключает появление у воды металлического привкуса. Кроме того, такая конструкция предотвращает опасность неожиданной разгерметизации обсадной колонны. В отличие от одного года гарантии на стандартную скважину, гарантийный срок использования такого сооружения составляет десять лет.
Цены колеблются от 1200 до 2400 рублей за погонный метр. В каждой отдельно взятой фирме придётся узнавать, что входит в эту стоимость. Сами буровые работы обходятся обычно в 12001700 рублей в зависимости от предполагаемого диаметра трубы обсадной колонны. Если это частный дом, достаточно будет 125159 мм, а для водоснабжения коттеджного посёлка или садоводства потребуются трубы диаметром 168200 мм. Кроме того, на цену влияет стоимость материала – металла или пластика – для изготовления труб. К примеру, бурение скважины под трубу диаметром 133 мм с обсадкой из пищевого пластика стоит порядка 2200 рублей. Помимо производства работ в стоимость входят также доставка на участок техники, пробная откачка воды и оформление паспорта скважины.

Проведение испытаний

После вскрытия водоносного пласта производится предварительная откачка, позволяющая понять, как поведет себя скважина в эксплуатационном режиме. Под действием избыточного давления вода поднимается по обсадной колонне и останавливается на определённом уровне, называемом статическим. Если он окажется достаточно высоким, это позволит сэкономить на мощности водоподъёмного оборудования.
Уровень может меняться во время работы погружного насоса. Зависит это от скорости заполнения скважины (дебита). Откачка, таким образом, позволяет определить производительность и получить информацию, необходимую для составления паспорта скважины. Помимо глубины в этот документ вносятся показатели статического и эксплуатационного (динамического) уровней. Исходя из этих данных, а также учитывая количество подключаемых пользователей, этажность зданий, протяженность водоподводящих коммуникаций и давление в системе, подбирается подходящая марка насоса.
Современные центробежные насосы имеют несколько степеней защиты от форсмажорных ситуаций. В случае непредсказуемого падения уровня воды в скважине агрегату не позволит выйти из строя защита от сухого хода. Датчик уровня мутности защитит насос от попадания в эксплуатационный ствол частиц глины и песка.
Для обеспечения бесперебойной работы водопровода необходимо также наличие накопительного бака и реле давления. Монтаж автоматической станции управления насосом производится в отдельном помещении.

Бесполезные ископаемые

Бытует мнение, что артезианская вода является целебной по определению. Отчасти это верно, так как воды из скважин экологически чистые. Однако для обеспечения соответствия ГОСТу 287482 «Вода питьевая» требуется серьёзная система очистки и подготовки.
Дело в том, что для артезианских вод характерна небольшая скорость движения в толще пласта и высокая степень минерализации. При прохождении через известняк вода становится известковой, через доломитовые породы – магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, химически чистая вода насыщается сернокислыми солями и становится минеральной. Как правило, содержание железа и марганца в артезианских водах тоже превышает допустимые нормы.
За химический состав добытой путём бурения подземной воды не будет отвечать ни одна буровая компания. Подрядчики несут ответственность только за отсутствие механических примесей: частиц глины и песка. А экспертиза химического состава осуществляется за счёт Заказчика путём лабораторных исследований. Предварительный анализ делается в процессе опытной откачки. На этом этапе определяются основные показатели: жёсткость, содержание железа, pH. В дальнейшем пробы воды берутся с целью изучения порядка двух десятков показателей: цветность, мутность, привкус, содержание солей и т. д.
Для освобождения воды от мелкой взвеси в водоприёмную часть колонны, располагающуюся в толще известняка, ставится фильтр предварительной очистки. Это препятствует выходу из строя погружного насоса и предохраняет вышерасположенные фильтры и сантехнику. Для защиты от более крупных фракций водоприёмная часть обсадной колонны обсыпается гравием. После этого проводятся обезжелезивание и деманганация, в результате которых железо и марганец выпадают в осадок и удаляются путём промывки фильтрующих элементов в автоматическом режиме. На этапе умягчения посредством ионного обмена выводятся соли, придающие воде жёсткость, а также тяжёлые металлы и излишки магния. Далее производится обработка фильтром тонкой очистки и ультрафиолетом. Подготовленная и обеззараженная вода готова к употреблению.

Фирма гарантирует

Официальный гарантийный срок работы пробурённой скважины стандартной конструкции составляет один год. Как показывает статистика, если она успешно функционирует в течение года, то способна прослужить свыше пятидесяти лет. Срок службы прямо пропорционален скорости коррозии обсадных труб. Двойная обсадка с помощью пластиковых труб видится перспективным вложением капитала, особенно для тех, кто заинтересован в долговечности водозаборного сооружения.
Тем не менее, в случае непредвиденных обстоятельств в любое время может понадобиться текущий ремонт. Вопервых, это дополнительная обсадка наборной колонной меньшего диаметра для защиты от разгерметизации существующего ствола. Вовторых, при попадании в водоприёмную часть фракций посторонних пород либо в случае падения уровня воды придётся произвести дальнейшее заглубление колонны посредством надстройки уже существующей, вплоть до перехода на следующий водоносный горизонт. При благоприятном стечении обстоятельств таким путём можно получить новую скважину, существенно сэкономив на затратах. Ведь бурение этой скважины будет вестись от забоя уже существующей. Правда, никто не сможет гарантировать вам наличие на предполагаемом горизонте воды. Если её там не окажется, вы всё равно будете обязаны оплатить геологоразведочные работы. Впрочем, решение по каждому объекту принимается сугубо индивидуально, и здесь многое зависит уже от компетентности и репутации буровой компании.

Текст: Владислав Чигазов
Консультант: «Центр Инженерно-Строительных Изысканий»

Загородное строительство, № 2 (30), февраль 2008 г.