Глубина залегания артезианских вод

Отличия артезианской воды

В первую очередь отметим, что артезианскую воду можно добыть только из глубокой скважины, а водопроводная берется из открытых источников над землей. В водопроводной очень мало минералов, в отличие от артезианской воды.

Воду из скважины считают самой полезной для организма человека, потому что там отсутствуют какие-либо микроорганизмы. Это свидетельствует о том, что заразиться инфекционной болезнью от нее нельзя.

Особенности артезианской воды

Отличительной чертой артезианской воды можно считать ее колоссальную пользу. Отсутствие в ней бактерий и вирусов, делает ее употребления абсолютно безопасной. Польза артезианской воды должна быть безусловно изначально проверена исследованиями. Количество микроэлементов должна соответствовать нормам. Если это не так, то она обязательно должна быть подвержена определенной фильтрации.

Напорные преимущества воды делает источник удобный, особенно при использовании в хозяйственных целях. Есть случаи, когда артезианский источник поднимается из земли образуя фонтан.

Достоинства:

• прекрасные вкусовые качества;
• отсутствие бактерий и вирусов;
• пропуская воду через систему очистки, ее состав становится 100% сбалансированным;
• стабильность химического состава в любое время года, благоприятно воздействует на организм человека.

К преимуществам настоящей артезианской скважины можно отнести то, что она может существовать примерно до семидесяти лет.

Недостатки артезианской воды

Если Вы раздумываете о скважине артезианской воды для личного использования, то единственным существенным минусом окажется дороговизна ее бурения. При этом изначально, для бурения подобного водоснабжения необходимо получить государственное разрешение. Считается залежи воды, находящиеся на более чем 100 метрах, являются государственными запасами. И за такую скважину придется платить потом налоги.

Не забываем также, что вода должна будет изначально быть проверена химический состав. В случае неудовлетворительных показателей, нужно будет устанавливать дополнительные установки по фильтрации.

К недостаткам также можно отнести:

• наличие большого количества соли, поэтому фильтрация ее обязательна;
• определить состав может только специалист и после этого бывает необходимо сразу несколько систем очистки. Для снижения каждого превышенного вещества отдельное;
• скважина периодически будет нуждаться в очистке, а это немалые вложения.

Законодательство

Федеральный Закон РФ «О недрах» от 21.02.1992 N 2395-1 относит подземные воды к общераспространенным полезным ископаемым.

В соответствии со статьей 2.3 пункт 3, ФЗ РФ «О недрах», к участкам недр местного значения относятся участки недр, содержащие подземные воды, которые используются для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности либо объектов сельскохозяйственного назначения и объём добычи которых составляет не более 500 кубических метров в сутки.

В соответствии со статьей 19 ФЗ РФ «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, объём 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.» То есть при использовании воды из скважин для собственных нужд физических лиц, при объёме добываемых вод не более 100 кубических метров в сутки, и с учётом того, что скважина пробурена в водоносные горизонты не являющиеся централизованными, можно не получать лицензию на воду. Перечень водоносных горизонтов являющихся централизованными устанавливается органами местного самоуправления, в например в Новосибирской области таким органом является — Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Новосибирской области.

Статья 10 п.4 Закон РФ от 21.02.1992 N 2395-1 (ред. от 28.12.2013) «О недрах» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.07.2014) ограничивает предоставление участков недр на определённый срок или без ограничения срока. На определённый срок участки недр предоставляются в пользование для добычи подземных вод сроком до 25 лет. При этом ст. 10.1 предусматривает основанием для возникновения прав пользования участком недр, решение комиссии, созданной федеральным органом управления гос. фондом недр, для рассмотрения заявок о предоставлении права пользования участками недр для добычи подземных вод, используемых для целей питьевого и хозяйственно — бытового водоснабжения или технологического обеспечения водой объектов промышленности. Решение о выдаче лицензии данной комиссией принимаются в соответствии с СанПиН 2.1.4.1110-02.

Технические характеристики

Артезианская скважина по словарному обозначению считается глубоким отверстием в почве, из которого под мощным напором вырывается водяной поток. Под обозначением подразумеваются источники природного происхождения. Искусственные скважины обычно очень глубокие. В этих земляных слоях вода подвергается давлению. Поэтому, когда слои вскрываются, источник легко поднимается наружу.

Глубина артезианской скважины наибольшая в сравнении с прочими вариантами обустройства индивидуальных систем водоснабжения.

Каждый тип характеризуется показателями, которые можно объединить следующим образом:

• глубина бурения;
• объем источника;
• эксплуатационные сроки;
• санитарное состояние источника.

С глубиной бурения скважины напрямую связана стоимость работ. Сам показатель связан с региональными особенностями почв. Возможность устройства забивной или песчаной скважины есть не во всех районах. Там, где водоносные слои глубоко, можно соорудить только артезианский колодец.

Конструкция скважин различается и по производительности. За этот показатель принято считать объем воды, который выкачивается из устройства за определенный временной период

Базовые характеристики эксплуатационных особенностей скважин различны, но наибольший показатель у артезианского источника.Санитарное состояние воды из скважины важно изучить на минимальных сроках эксплуатации. Начальные исследования позволят определить качество автоматики в системах очистки воды

В песчаных и забивных скважинах они обычно сложные многоступенчатые.

Эти показатели часто зависят от региональных характеристик почв. Иногда и в артезианских скважинах воды перенасыщены химическими элементами. Например, излишнее количество железа приводит к бурому цвету воды и излишнему осадку. При наличии марганца вода приобретает неприятный запах. Если в скважине избыток калия и магния, вода становится жесткой. В любом случае даже минимальная автоматика в системах очистки спасет от замутнения и органических примесей. Неочищенные бактерии имеют свойства осаждаться в организме человека и вызывать различные заболевания.

В некоторых регионах глубина артезианской скважины может составить более 100 метров. Чтобы достигнуть нужных показателей глубины, выполняется правильная обсадка трубами. Для исключения попадания загрязненной воды с поверхностных пластов работы выполняются трубами разных диаметров.

Конструкционные особенности включают 4 варианта обустройства:

1. стандартная конструкция в одну трубу;
2. закрепленная конструкция обсадной трубой;
3. дополнение для углубления, называемое кондуктором;
4. телескопическая артезианская скважина.

Обычная технология предполагает, что труба малого диаметра вставляется в широкую трубу. Но иногда трубы меньшего диаметра устанавливают на первых глубинах, заканчивается скважина более широкими трубами. Диаметры труб нужно уменьшать при проходе каждых 70 метров. Такие скважины называют телескопическими. Их производительность является максимальной среди прочих известных видов. При правильной организации и эксплуатации объем скважин может обеспечить несколько частных домов. Но стоит иметь в виду, что скважины глубиной более 80 метров требуют документального оформления. Как сделать лицензию на артезианскую скважину, разберем далее.

Этапы создания артезианской скважины

1. Получение согласовательной и разрешительной документации на работы;
2. Бурение, включая дробление породы (механически, взрывами и т.д.); подъем шлама (пневматическим, механическим или комбинированным способами);
3. Обсадка ствола трубами (сколько их- определяется на стадии проектирования);
4. Установка насоса;
5. Её прочистка, рабочие и опытная откачки;
6. Химический анализ воды;
7. Устройство кессона (бетонного, пластикового или из нержавеющего металла);
8. Установка электрооборудования и автоматики;
9. Прокладка водопровода к дому;
10. Монтаж гидроаккумулятора (в кессоне или внутри дома).

Для того чтобы определиться, какой из этапов можно выполнить самостоятельно, а какой с привлечением специализированной фирмы-подрядчика, рассмотрим подробнее некоторые из них.

Выбор места для бурения

Схема расположения скважины на участке

Скважина не должна находиться ближе:

• 300 метров от источников загрязнения: АЗС, промышленных предприятий и прочих;
• 200 метров от свалок, канализации и могильников;
• 30 метров от зданий, построек, деревьев.

Получение разрешения на бурение

Перед началом работ необходимо, согласно закону РФ от 21.02.1992 г. №2395-1 «О недрах», получить лицензионное соглашение. Бурение артезианских скважин – дело хлопотное и материально затратное. Но высокая водоотдача скважины дает возможность снабжения водой нескольких частных домов или хозяйств. Объединение усилий дает возможность облегчить процесс устройства источника.

Для получения разрешения на бурение нужно предоставить:

1. В представительство Федерального агентства водных ресурсов России:
   • Пакет документов (заявление, генеральный, кадастровый, ситуационные планы участка);
   • Расчет суточного потребления воды из скважины.
2. В представительство Роспотребнадзора:
   • Заявление об установлении санитарной зоны 60х60 (реже 30х30) метров вокруг устья будущей скважины на воду.
3. В отдел природопользования и охраны окружающей среды:
   • Проект на бурение с учетом санитарной зоны.

Бурение артезианских скважин

Установка для бурения артезианских скважин на известняк

Место бурения, включая пространство для отвала грунта, обносится забором. Если глубина артезианской скважины предполагается до 20-30 метров, то бурение можно выполнить с помощью ручного бура со сменными насадками (сверло, резак, долото).

Обсадка ствола

Установка обсадной трубы из ПВХ в ствол скважины

После окончания бурения верхних песчаных слоев выполняется их обсадка. Для этого используются обсадные трубы (сколько – определяется при проектировании скважины):

1. металлические (быстро и легко монтируются);
2. пластиковые (их монтаж сложнее, но больше срок службы).

После установки всех обсадных труб монтируются фильтровая и эксплуатационная колонны. Пространство между фильтровой и обсадной колоннами заполняют кварцевым гравием и специальной глиной.

Регистрация скважины

Отделом природопользования и охраны окружающей среды проводится геологическая экспертиза готовой скважины. По ее результатам определяется пригодность воды для пищевого или только технического пользования. Водозаборному узлу присваивается кадастровый номер, выдается заключение на право пользования.

Артезианская скважина при условии правильной эксплуатации способна радовать владельца чистейшей водой долгие годы (50 лет и более).

Конструктивные особенности скважин артезианских

Варианты обустройства артезианского колодца

Несмотря на общее название, артезианская скважина может быть устроена по-разному. В частности, при обустройстве на известняк, это может быть обычная стандартная конструкция, с двойной обсадной трубой, с кондуктором или телескопическая. Разберем каждый тип в отдельности.

Устройство скважины на известняк

Артезианская скважина на известняк – это конструкция, глубина которой достигает 60-250 метров, при этом водоносный слой «зажат» между водоупорными пластами известняка. Такое положение выигрывает в сравнении с прочими обустройствами, так как вода поступает практически идеальной очистки и дебет водоносного слоя всегда остается высоким. В зависимости от показателей глубины, диаметра пробоя, конструкция различается по своим характеристикам.

Стандартное обустройство

Предполагает добывать воду посредством одной трубы из металла, выполняющей эксплуатационные функции. Подобная конструкция артезианской скважины возможна, если известняк не богат прослойками глиняных, песчаных слоев. Достоинства скважины в том, что трубчатая обсадная часть погружается только до верхнего горизонта известняка, при этом шахта не требует обсады, поскольку сохраняет устойчивость к деформациям.

Двойная обсадная труба в конструкции артскважины

Пример устройства скважины с двойной трубой и вакуумным насосом

Как показано на фото, подобная конструкция оснащается дополнительной обсадной трубой, выведенной в зону сухого известняка, так как именно тут часты вкрапления глины. Подобную артезианскую скважину обустраивают так:

• Металлическая обсадная труба доходит до того места, где идет известняк;
• Затем внутрь помещается пластиковая труба нужного диаметра, которая проходит слои сухого известняка, доходя до водоносного потока.

Конструкция данного типа может оснащаться металлической обсадной трубой диаметра 133, 159 мм и эксплуатационной трубой ПНД размерами диаметра 133, 117 мм

Важно помнить, что в ряде случаев при неустойчивости поверхностных слоев, внутреннюю трубу обсаживают до самого дна.

Конструкция с кондуктором

Такое обустройство обязательно при наличии плывунов. Кондуктор представляет собой отрезок трубы намного большего диаметра, чем обсадная, устанавливающийся в поверхностных грунтовых слоях для защиты обсадной трубы от давления, которое оказывают плывуны. Важно, что в случае обустройства кессона, такая конструкция артезианской скважины как раз поможет совместить кондуктор со стенками кессона.

Телескопическая конструкция

Схема устройства телескопической артезианской скважины

Обустройство показано при излишне плотных или деформированных слоях грунта, между которыми располагается известняк. Добывать воду придется посредством использования обсадной металлической трубы большого диаметра, опускаемой до валунов и вставыша из второй трубы из металла, опускаемой до известняковых залежей, а в водоносный слой опускается третья труба из ПВХ, но только в том случае, если в известняковых слоях есть вкрапления глины. Глубина требует насосов большой мощности погружного типа.

Недостатки артезианской воды

К недостаткам использования артезианской воды, кроме особенностей ее извлечения можно отнести сильную насыщенность этих вод солями. Это не удивительно, поскольку артезианские воды находятся в слоях, которым миллионы лет, а за эти сроки вода обязательно сильно насыщается содержимым водоупорных слоев. Именно поэтому к извлеченной артезианской воде практически всегда необходимо применять методы очистки от солей щелочноземельных и тяжелых металлов.

Подбор методов очистки артезианской воды должен только специалист, имеющий достаточный практический опыт реализации подобных проектов. Инженер проанализирует содержимое примесей в данной воде и подберет методы очистки, и оптимально необходимое оборудование по надежности, производительности, стоимости закупа оборудования и фильтрующих средств и стоимости последующей эксплуатации. Зачастую характеристики примесей таковы, что необходимо использовать несколько ступеней очистки. Особенно это касается ситуаций, когда в воде помимо общераспространенных загрязнений, присутствуют редкие трудно извлекаемые примеси. В таких случаях приходится использовать несколько ступеней очистки, каждая из которых будет постепенно уменьшать концентрацию трудно удаляемых примесей до допустимых концентраций по требованиям СанПиН.

Практически всегда необходимо удаление железа и марганца и умягчение, использование которых позволяет избавится от избытков ионов тяжелых металлов, а также кальция и магния, что предотвратит появление накипи и осадка а также ржавых подтеков.

Обустройство артезианских скважин и проектирование и монтаж системы водоподготовки на них требует немалых финансовых затрат, как и затрат на последующее обслуживание и чистку.

Вода требует периодического контроля специалистов, несмотря на тот факт, что артезианская вода обычно мало меняется по составу, этот вопрос требует постоянного контроля, поскольку вода используется потребителем.

Чистота артезианской воды не вызывает сомнений, ведь она не подвержена влиянию экологической ситуации в регионе и загрязнениям микроорганизмами. Однако необходимо помнить о необходимости очищать воду, чтобы не возникли проблемы связанные с излишней концентрацией химических веществ.

В Алтайском крае много лет использовалась преимущественно артезианская вода для питьевых и технических нужд населения, и как следствие у населения края повышенная заболеваемость различного рода заболеваниями костного аппарата, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний почек и печени.

Второй пример, массовые заболевания населения в подмосковном Зеленограде. Особенно много было заболеваний мочеполовой системы у детей и подростков. Изначально считали, что эти заболевания имеют инфекционную природу. Позже определили, что виной служат сбросы предприятий и лабораторий микроэлектроники, которых несколько в Зеленограде. И только спустя четыре десятка лет выявлена настоящая причина – использование артезианской воды для водоснабжения города. Вода, этого плохо изученного подземного месторождения артезианской воды, содержит ранее не выявленные высокие концентрации ионов стронция, бария, лития и бора. Концентрации этих веществ во много раз превышающая требования российского СанПиН. Эти химические вещества не входят в стандартный анализ исследований воды, но именно их воздействие на организм человека привело к таким массовым и плохо объясняемым заболеваниям. Никто из специалистов не проводил селективный анализ на такие редкие вещества, и как только водоснабжение города перешло на использование очищенной поверхностной воды, ситуация с заболеваемостью детей и подростков значительно исправилась.

Основные водоносные слои

Схема уровней залегания грунтовых вод

Чтобы определить, на какую глубину придется бурить для получения качественного источника, нужно знать расположение водоносных слоев и уровень их залегания относительно поверхности почвы. Структура поверхностных слоев земной коры везде разная, при этом очень изменчива даже в пределах небольших площадей. На одном краю деревни первый от поверхности водоносный слой будет на глубине 4 м, на другом, — 12 м. Различная глубина будет даже на соседних участках.

Различают три основных водоносных слоя, имеющих хозяйственное значение:

• верховодка;
• песчаный горизонт;
• известняковый горозонт.

Верховодка для питья годится только в некоторых регионах, где влияние хозяйственной деятельности минимально. Вблизи крупных городов с развитой промышленностью и инфраструктурой верхние водяные слои для пищевых целей непригодны как по химическому, так и бактериологическому составу.

Первая пригодная для питья вода залегает, в зависимости от региона, на глубине 10-40 м. Это песчаный водоносный горизонт, куда вода попадает, проходя мощные природные фильтры (многометровые слои глины). На какой глубине залегание песчаного водяного пласта на конкретном участке, без разведывательного бурения можно определить косвенно, с большой вероятностью погрешности. Нужно только бурить и искать мощный пласт воды. Различные рамки, пруты и прочие приборы пригодны только для поиска верховодки. Глубину залегания песчаного, тем более артезианского горизонтов никакими приборами не определить.

Устройство артезианской скважины

Самая качественная вода находится еще глубже, на уровне залегания известняка. Это артезианский горизонт, который можно достать бурением на глубину от 30 м до 250 м. Качество воды тут отличное по всем показателям, но бурение и устройство скважины очень дорогостоящее. Обычно бурить артезианский колодец есть смысл для водообеспечения определенного населенного пункта или в коммерческих целях для получения большого количества воды для последующего разлива и реализации. Стоит заметить, что артезианская вода считается полезным ископаемым, поэтому при несанкционированном бурении на такую глубину не избежать конфликта с государством. При желании использовать содержимое известнякового горизонта прежде следует позаботиться об оформлении всевозможных разрешений и согласований. В числе прочих понадобятся данные об абсолютной отметке устья скважины.

Какой бы водоносный горизонт ни был целью бурения, при его достижении обязательно нужно проверить полученную воду на содержание неорганических и органических примесей. В некоторых регионах даже артезианская вода бывает непригодна для питья в случае ее избыточной минерализации (максимальный показатель для питьевой воды 10 ммоль/л). Выпить такую воду можно, но жажду она не утолит. Часто вода соответствует норме по химическому и бактериологическому составу, но непригодна по органолептике (вкусовым качествам). Это объясняется содержанием в жидкости определенных солей, что могут давать горечь, например.

В большинстве густозаселенных регионов регулярно проводятся бурения с целью поиска водоносных слоев, на основании чего создаются карты глубин и таблицы. Жителям этих регионов не стоит заниматься поиском несуществующих приборов, с помощью которых якобы определяется, есть ли на участке вода. Как узнать глубину скважины на воду? Посмотреть данные в таблице и учесть процентов 10-15 возможной погрешности. Вот пример такой таблицы для некоторых районов Подмосковья.

Откуда берется водопроводная вода

Вода, которая льется у нас дома из кранов, поступает в водопровод из открытых источников, практически незащищенных от вредного воздействия окружающей среды. Осадки, вбирающие в себя вредные элементы, присутствующие в воздухе, – основной ресурс пополнения этих водохранилищ.

Во время забора в водопроводную систему вода с помощью специальных фильтров очищается, а затем хлорируется. Однако хлор негативно действует на слизистую желудка и кишечника, а также уничтожает полезную микрофлору. Для избавления от него воду оставляют на некоторое время в открытой посуде или доводят до кипения. Но при этом вода освобождается только от остаточного хлора, а связанный остается в ней и может преобразовываться в опасные для здоровья канцерогены. И еще один неприятный момент — после очистки вода проделывает долгий путь по трубопроводу, за чистоту которого нельзя поручиться.

Состав и свойства артезианской воды

Артезианские воды содержат в своем составе такие необходимые для организма элементы, как растворенные минералы и соли (бикарбонат, кремний, кальций, калий, натрий). Благодаря своим полезным свойствам источники используют в основном в питьевых целях.

Содержание химических веществ в жидкости указывает на условия ее формирования. Воды, которые проходят через железистую руду, насыщены железом. Источники, залегающие в пластах известняка, содержат соли. Они также могут быть насыщены марганцем и фтором. Как правило, содержание подобных соединений находится выше допустимой нормы, поэтому вода в скважине должна подвергаться очищению.

Минерализация артезианских источников находится в зависимости от уровня залегания водоносного горизонта. В более глубоких скважинах содержание растворенных минералов увеличивается. Одновременно вода, находящаяся в более глубоких пластах будет более чистой, так как она надежна защищена от поверхностных загрязнений.