Откуда берется вода в скважине и колодце?Скважина. Бурение.

Вода занимает особое место среди природных богатств Земли - она незаменима. Вода необходима во все времена и всюду, где существует жизнь. Для человека важно не только количество питьевой воды, но и ее качество. Во избежание опасности, которую может таить в себе некачественная вода, в Европе разработаны стандарты на питьевую воду, определяющие ее основные качества - цвет, вкус, запах и бактериальный состав. Здоровая и вкусная вода - истинный дар Земли.

Для получения хозяйственно-питьевой воды используются подземные воды, которые берутся из различных колодцев. Выбор типа вертикального водозабора следует производить с учетом глубины залегания водоносных горизонтов и условий их питания. Участок должен находиться в благоприятных в санитарном отношении условиях, исключающих возможность загрязнения используемых подземных вод бытовыми и промышленными сточными водами или водами с повышенной минерализацией, газонасыщенностью и вредными компонентами. Кроме того, участок под колодец не должен подвергаться размыву, оползанию и другим видам деформаций, которые могут привести к разрушению конструкции. Использование подземной воды для питьевых и хозяйственных нужд подлежит согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы.

Размещается колодец, исходя из геологических и гидротехнических условий и других природных особенностей района. При залегании водоносных горизонтов на глубине до 8 м устраивают буровые трубчатые колодцы мелкого заложения, а при горизонте воды свыше 8 м (до 100 м и более) - колодцы глубокого заложения.

Бурение скважин

Бурение скважины под колодец - процесс сложный и трудоемкий, а потому целесообразнее воспользоваться услугами специалистов.

Вертикальные водозаборы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления скважины диаметр обсадных труб уменьшают. Концентрические зазоры между отдельными обсадными трубами заделывают (тампонируют) цементным раствором. В скальных грунтах подобного крепления стенок скважин не требуется.

Над верхом водозаборной скважины делают кирпичную, бетонную или железобетонную камеру. Мелкие трубчатые колодцы, называемые еще абиссинскими, могут быть индивидуального и общественного пользования, а глубокие (артезианские скважины), как правило, общественного пользования. В нижней части скважины устанавливают фильтр, состоящий из надфильтровой, водоприемной (фильтрующей) и отстойной частей. Фильтры могут быть дырчатыми, щелевыми, сетчатыми, проволочными или гравийными.

В зависимости от требуемого расхода и мощности водоносного горизонта устраивают одну или несколько водозаборных скважин, располагаемых перпендикулярно направлению потока подземных вод. При оборудовании трубчатых колодцев должны использоваться материалы, разрешенные органами санэпиднадзора. Так, при устройстве фильтра его материал должен быть устойчив к химической коррозии, обладать механической прочностью и в процессе эксплуатации колодца не должен забиваться песком. Минимальный внутренний диаметр фильтра должен быть не менее 100 мм. Если подземные воды не защищены от загрязнения с поверхности грунта, то рабочая часть фильтра должна располагаться в средней и нижней частях водоносного горизонта.

Тип фильтра и его конструкция выбираются в зависимости от водоносной породы на участке, подлежащем бурению. Если грунт - неустойчивая порода (полускальная, щебенистая, галечниковая) с преобладанием частиц от 2 до 10 см, то применяют трубчатые фильтры с круглой или щелевой перфорацией. При гравийном грунте, гравелистом и крупном песке с частицами от 1 до 10 мм водоприемная поверхность выполняется из проволочной обмотки из нержавеющей стали или из штампованного стального листа. В песчаных грунтах с размером частиц от 0,25 до 0,5 мм используют трубчатые фильтры из сетки гладкого или галунного плетения, а также с однослойной гравийной обсыпкой. Трубчатые стальные фильтры применяются при любой глубине скважины.

Внутренний диаметр обсадной трубы принимается не менее 120 мм. Для обсадки колодца используются металлические, асбоцементные или пластмассовые трубы. Для крепления стенок скважин и изготовления фильтров в некоторых случаях применяют бесшовные горячекатаные трубы (при диаметре скважины более 270 мм). Для цементирования (тампонажа) трубчатого колодца используют тампонажный портландцементе началом схватывания после затворения не ранее чем через 2 ч и концом схватывания не позднее чем через 10 ч.

Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8-1,0 м, герметично закрыт, иметь кожух и сливную трубу, снабженную крючком для подвешивания ведра. Вокруг оголовка колодца выполняется отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом 2 м с уклоном в сторону лотка. Для ведер устраивается скамья. Конструкция скважины должна быть простой и удобной для эксплуатации и ремонта.

Трубчатые колодцы

Другой вид трубчатого колодца - это забивной колодец. Для извлечения воды трубчатые колодцы оборудуются поршневым насосом-колонкой. Такие насосы устраиваются, как правило, при глубине залегания подземных вод не более 6 м. В этом случае чаще всего качество воды бывает низким, и она может быть использована лишь для полива и других непитьевых нужд.

В зимнее время насос для подъема воды из колодца должен обогреваться с помощью электричества (в целях предупреждения обледенения). Оголовок трубчатых колодцев на зиму утепляют с помощью изолирующего материала - соломы, войлока с прокладкой из плотной ткани или рогожи. Недопустимо применение в качестве утеплителя минваты, стекловаты и т.п.

Размещать трубчатые колодцы следует на самом высоком месте участка и обеспечивать отвод талых и дождевых вод. Туалет располагают ниже по рельефу на расстоянии не менее 12м от скважины или забивного колодца. Колодец коллективного использования размещают на границе смежных участков или ближе к проезжей части улицы.

Способ производства работ выбирается в зависимости от породы грунта. Это Может быть механическое или ручное бурение, механическая отрывка котлована с последующей засыпкой, ручное рытье. Значительно облегчается устройство трубчатых колодцев при наличии бурильной установки или экскаватора. При глубине закладки трубчатого колодца до 100 м применяется механический ударно-канатный способ. Самый распространенный способ, применяемый при любой глубине скважины в благоприятных гидрогеологических условиях, - это роторный. Для проходки глинистых безводных слоев, залегающих на небольшой глубине, применяется шнековое бурение.

При бурении используют глину и воду, которые должны быть незагрязненными и надежными в санитарном отношении. Кроме перечисленных способов, при проходке применяют забивку, копание с добуриванием и др. Забивка или задавливание труб производится в слой естественной глины или искусственно созданной глиняной пробки. При наличии в водоносных горизонтах агрессивных вод должна предусматриваться антикоррозионная защита обсадных труб (стальных).

Каптаж родников

Подземные воды могут быть напорными (артезианские) и безнапорными. Они могут выходить на дневную поверхность. В таком случае их называют родниками. Выход безнапорных вод именуют нисходящим ключом, а выход напорных вод - восходящим ключом. Ключевая вода отличается превосходным вкусом и высоким качеством и может использоваться для питьевых нужд без очистки.

Для сбора такой воды производится каптаж ключей с помощью каптажных камер. Для захвата вод восходящих ключей устраиваются камеры с приемом воды через нижнюю ее часть. Для увеличения водоприемной поверхности каптаж осуществляется в виде горизонтальных водозаборов, выполняемых из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Во избежание вымывания водой частиц грунта в водозаборы их обсыпают фильтрующей песчано-гравийной загрузкой.

Чтобы исключить поступление в водозаборы загрязненных поверхностных стоков, на поверхности земли под ними устраивают глиняную подушку. Простейший горизонтальный водозабор может выполняться из коротких труб с зазорами в местах соединений из кирпича или бутового камня без применения раствора. Для осмотра и очистки горизонтальных водозаборов через каждые 50-150 м по их длине устраивают смотровые колодцы.

Забор воды из восходящего родника осуществляется через дно капотажной камеры, из нисходящего (рис. 4) - через отверстия стен камеры. Если порода, через которую проходит вода, трещиноватая, то в капотажной камере фильтр можно не делать, если же породы рыхлые, устраивают обратный фильтр из песчано-гравийной смеси.

Для защиты камеры от затопления поверхностными водами предусматривают устройство водоотводных нагорных канав, отмостку, а на зимний период для защиты камеры от промерзания ее утепляют. В капотажной камере необходимо предусмотреть переливную трубу (0=100 мм и более), рассчитанную на наибольший дебит родника, с установкой на конце клапана - захлопки, и вентиляционную трубу, выведенную выше поверхности земли не менее чем на 2 м. Верхнее отверстие трубы защищают колпаком с сеткой.

Для освобождения родника от взвеси каптажную камеру следует разделить переливной стенкой на два отделения: одно - доя отстаивания воды с последующей очисткой от осадка, второе - для забора воды насосом. Если вблизи нисходящего родника имеется несколько выходов, ЛХ) каптажная камера выполняется с открылками.

Каптажные камеры нисходящих родников должны иметь водонепроницаемые стены (за исключением стены со стороны водоносного горизонта) и дно, что достигается путем устройства глиняного замка из мятой и утрамбованной глины. Камеры восходящих родников оборудуют глиняным замком только по периметру стен. Материалом стен каптажных камер может служить бетон, железобетон, кирпич, камень, древесина (ель, сосна, дуб хорошего качества, без коры, червоточин и глубоких трещин, без поражений грибком). Горловина камеры (люк) закрывается крышкой и возвышается над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м.

Камера помещается в будку либо павильон, а территория вокруг нее огораживается. На водозаборной трубе устраивается кран с крючком для подвешивания ведра. Труба выводится на 1 - 1,5 м от каптажа, под краном устанавливают скамью для ведер, а для отвода излишка воды на земле у конца водозаборной и переливной труб выполняют замощенный лоток.

Периодически камера должна осматриваться, очищаться и дезинфицироваться. В стене камеры должны быть вмонтированы ходовые скобы из чугуна или устроена лестница. Вход в каптажную камеру устраивают не над водой, а в стороне, чтобы загрязнения с ног не попадали в воду. Люк должен быть достаточной высоты и размеров для обеспечения удобного проникновения в каптажную камеру.

Каптажные камеры обеспечивают накопление необходимых запасов воды для хозяйственно-питьевого водопотребления. Запасы подземных вод могут возобновляться за счет искусственного пополнения водами поверхностных источников (рек, озер и т.п,), но для этого необходимы специальные системы сооружений непрерывного или периодического действия (водозаборы).