Почему скважина называется артезианской

Обновлено: 07.07.2024

Артезианская скважина

В статье рассмотрим, что такое артезианская скважина, откуда такое название, принцип её работы на простом примере из учебника по физике за 7 класс. Кроме того обсудим качество воды, а в заключении основные достоинства и недостатки.

Определение

Опираясь на это можем определить понятие артезианской скважины.

Первые артезианские скважины

Артезианские скважины давно существуют в самых разных странах, однако получили свое название в честь провинции Артуа (лат. Artesium) на севере Франции. Там, в 1126 году, впервые в западной Европе, был построен артезианский колодец, в котором вода сама поднималась на поверхность.

В начале 19 века — это явление было описано во французской специальной литературе, в дальнейшем название закрепилось и напорные воды называют артезианскими.

Принцип действия артезианского колодца

Принцип действия артезианского колодца или скважины легко объяснить на примере задачи из учебника по физике за 7 класс.

рис. 121

Задача: На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

Задача из главы о сообщающихся сосудах. На рисунке скважина изливается. Такой эффект происходит потому что вода заперта между двумя водонепроницаемыми пластами и находится под давлением. Поверхность воды в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

Рисунок можно продолжить для большей наглядности:

Красная линия – уровень поверхности жидкости.

Далее рассмотрим более подробно как образуются артезианские источники.

Артезианский бассейн

Артезианские воды обычно встречаются в пределах относительно крупных геологических структур, к ним относятся: мульды, впадины, моноклинали, синклинали и т.д. Условия в которых образуются артезианские воды весьма разнообразны и приурочены к сложной схеме разломов и трещин. Они могут быть значительными по площади и иметь один, два и больше напорных водоносных горизонтов, такие структуры называют артезианскими бассейнами.

У каждого артезианского бассейна выделяют три области:

Область питания Область напора Область разгрузки

Иллюстрации на рисунке ниже, а далее определение терминов.

Питание происходит за счет атмосферных осадков, инфильтрации из рек и озер, других источников, питание может осуществляться в том числе и из другого водоносного слоя или бассейна.

Напор может быть измерен в атмосферах или как расстояние от кровли водоносного горизонта до пьезометрического уровня.

Напор может быть положительным или отрицательным, в зависимости от отношения пьезометрического уровня к поверхности земли.

Область разгрузки – это территория выхода напорных вод, область на которой происходит разгрузка может быть открытой или закрытой, артезианские воды на поверхности земли выходят в долины рек, морей и т.п.

На какой глубине артезианская вода

Глубина артезианской скважины от 30-100 метров. В зависимости от местности артезианские воды могут находиться на глубине 100-1000 метров. Обычно скважины хозяйственно-бытового назначения имеют глубину не более 150-300 метров.

Обратите внимание, артезианские воды в определенной местности могут отсутствовать вообще, например, в складчатых областях.

Особенности эксплуатации

Правильно выполненная артезианская скважина первые 20 лет не требует обслуживания, срок эксплуатации может достигать 40-50 и более лет. В отличии от скважины «на песок», артезианская не заиливается, а производительность её стабильна.

Названные ниже цифры условны, дебит зависит от особенностей местности и конструкции скважины.

Дебит артезианской скважины, обычно от 2-3 м3/час, это 33,3- 50 литров воды в минуту. Столько добываемой воды достаточно для водоснабжения частного дома.

Коллективные скважины на воду позволяют получать 20 и более м3/час, этого достаточно для водоснабжения даже дачного поселка.

Если скважина самоизливается дебит может достигать 70 м3/час и больше.

Самоизлив скважины – это естественный подъем воды из скважины выше поверхности земли без использования водоподъемного оборудования. Этот эффект еще называют фонтанирование или проточная скважина.

Самоизлив скважины может происходить непрерывно или время от времени. Условия для самоизлива могут быть геологическими или топографическими.

Самоизлив важно контролировать, бесконтрольное поступление воды может приводить к затоплениям, обрушениям грунта и к другим серьёзным неприятностям. Про самоизливные скважины готовится отдельная статья.

Качество артезианской воды

Как правило в верхней части разреза примерно 100-600 метров залегают слабоминерализованные пресные воды, а с глубиной их минерализация возрастает, на большей глубине могут находиться высокоминерализованные воды (рассолы).

Артезианская вода в отличии от поверхностных вод как правило не содержит вредных бактерий и вирусов, в замкнутой среде им холодно и нечем питаться. Однако не всегда артезианские воды соответствуют нормативным требованиям и безопасны по параметрам микробиологических и токсикологических показателей.

Артезианская вода может нуждаться в очистке от тяжелых металлов, солей жесткости, которые обуславливают свойства химического состава подземных вод. При этом в ней могут присутствовать ионы недоокисленных металлов, т.к. вода находится в замкнутом контуре, где отсутствует связь с атмосферой.

На качество воды и ее свойства влияют скважины промышленных и химических предприятий предприятия, химчисток, автодороги, автозаправочные станции, предприятия сельскохозяйственной и животноводческой деятельности, а также свалки, уличные туалеты и т.п.

Важно время от времени проводить лабораторный анализ качества воды из любой скважины, в том числе артезианской, на соответствие нормативам СанПин. После анализа можно подходить к выбору системы фильтрации и очистки, конечно если это необходимо.

История артезианской скважины

Удивительный вопрос, —

Почему я водовоз?

Потому что — без воды

И ни туды, и ни сюды!

Вода – основа жизни, таков закон природы. И человечество появилось и развивалось только вблизи крупных источников пресной воды - реки, озера. И так продолжалось до 1126 года, когда во французском графстве Артуа (фр. Artois; на латыни, который в те времена был еще употребим, графство именовалось Artesium, артезиум) в одном из селений начали рыть колодец. Надо сразу сказать, рытье колодца – та еще лотерея, масса случаев, когда по всем признакам, включая лозоходство, должна быть вода, приступив к рытью колодца, воды в конце-концов не обнаруживается, после чего пустой колодец забрасывается или засыпается. Но люди в том селении отличались большим упорством и, не обнаружив воды на предполагаемой глубине, продолжили рыть дальше. Как говорится, "если долго мучиться – что-нибудь получится", и вот в один прекрасный момент, когда копальщики прошли мощный глинистый слой, дно колодца вдруг стало непостижимым образом вздуваться. Испуганный народ срочно ломанулся на эвакуацию, что помогло спасти жизни – через некоторое время дно колодца с шумом лопнуло, колодец стал очень быстро заполняться водой, достигнув поверхности, вода образовала небольшой фонтан, который бил, не прекращаясь, много дней, вследствие чего жителям села пришлось очень быстро рыть отводную канаву в ближайший овраг, иначе в этом селении затопило бы все посевы. А через некоторое время этот овраг превратился в ручей, а еще через несколько лет к этому фонтану, который никак не иссякал, специально стали приезжать люди, чтобы посмотреть на такую диковинку.

Так были открыты артезианские воды. И сейчас артезианские воды можно добывать практически в любом месте, даже в пустыне, весь вопрос только в надлежащем оборудовании, что расширяет ореол обитания человека на всю нашу планету. Да здравствует прогресс.

А теперь немного науки гидрогеологии.

Гидрогеология говорит, что подземных вод, к которым относятся артезианские, существуют нескольких видов:

- почвенные, она же верховодка

- межпластовые

- минеральные.

Для бытового употребления пригодны три вида вод – почвенные (для полива и технических целей), грунтовые и межпластовые.

Для промышленного применения используются грунтовые и межпластовые воды, все остальные воды малы по объему или содержат разные примеси.

Так как у нас статья про артезианские скважины, то основное внимание уделим межпластовым водам, а остальные воды только кратко опишем.

Почвенные воды – вода, заполняющая промежутки между частицами почвы; может быть свободная, образующая небольшие полости с водой, или связанная, удерживающаяся молекулярными силами. Образуются они в результате обильных осадков и паводков, отличаются непредсказуемостью появления. Эти воды в наибольшей степени загрязнены органическими веществами и, в основном, непригодны для питья.

Грунтовые воды – это водоносный горизонт над ПЕРВОМ от поверхности водоупорном слое. Их источник – осадки; в связи с неглубоким залеганием от поверхности земли уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. Именно на грунтовых водах функционируют обыкновенные деревенские колодцы. Уровень загрязнения грунтовых вод различными органическими и минеральными веществами тоже немаленький, и вода из колодцев требует кипячения или фильтрования.

Минеральные воды - воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или другие минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладают какими-нибудь физическими свойствами (радиоактивность, реакция среды и др.), благодаря чему эти воды оказывают на организм человека лечебное действие в той или иной степени, которое отличается от действия "пресной" воды (из Википедии). Очень хорошее определение, лучше и не скажешь. Именно к минеральным водам относятся всякие Ессентуки и прочие разные Перье. Эти воды могут быть как грунтовыми, так и межпластовыми.

Межпластовые воды, к которым относятся артезианские – подземные воды, заключённые в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. В отличие от грунтовых вод, свободно лежащих на первом водоупорном слое, межпластовые воды в большинстве являются напорными. Причина этого очень хорошо описана еще в "Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона" издания аж 1890г:

"…Слои, образующие земную кору, большею частью могут впитывать в себя воду и проводить ее дальше (песок, рыхлые каменистые породы и т. п.) или же состоят из водоупорных веществ (глины, мергеля и т. д.). Слои почвы не лежат горизонтально, но идут в различных направлениях в глубину, вследствие чего, очевидно, возможно, заложив в известном месте буровую скважину, наткнуться на слой, пропускающий воду и находящийся между двумя водоупорными слоями. Слой этот изогнут и, образуя вместе с водоупорными слоями котловину, по краям ее выходит на поверхность земли выше места, в котором достигла его буровая скважина. Атмосферная вода, встречая наружную часть слоев, будет впитываться в проводящий слой, и таким образом в котловине произойдет накопление ее. Вследствие давления воды, выше собирающейся, на воду, собравшуюся на дне котловины, она, найдя выход, пройдет в отверстие буровой скважины и будет подниматься или даже с силой бить вверх фонтаном, если котловина глубока. Вследствие потери от трения высота бьющей струи не достигнет, конечно, уровня столба воды между слоями, давление которого является причиной ее поднятия. Предположительнее всего для заложения артезианских колодцев котловинообразные мульды в долинах, которые наполнены рыхлыми, расположенными между слоями глины каменистыми породами. "

У артезианских вод масса положительных свойств. Они являются самыми чистыми, так как проходят через известняк, играющий роль фильтра, и артезианскую воду можно пить без всякой подготовки. Артезианская вода богата различными минералами и ее химический состав постоянен. Дебет (производительность) артезианской скважины всегда очень большой, типичный дебет - 3-10 м3/час, и артезианская вода из этого водного пласта никогда не закончится. Столь большое количество ценных свойств позволяет отнести артезианские воды к полезным ископаемым. Что интересно, один из крупнейших артезианских бассейнов в мире находится в России, в Якутии. Площадь его составляет около 1 млн. км2, то есть он охватывает треть территории Якутии. Мощность осадочного чехла (верхний структурный ярус геологической платформы) Якутского артезианского бассейна достигает в центральной части более 7 км, что говорит о том, что воды в артезианских горизонтах просто гигантское количество.

Земная кора состоит из ярусов, внешний ярус - это и есть осадочный чехол. "Горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно". Соответственно, все плюшки в виде полезных ископаемых, воды, скелета первого человека и т.д. - находятся в этом чехле. Все, что ниже чехла - "гранитный" и "базальтовый" ярусы, в которых ничего нет, кроме гранита и базальта (под океанами гранитный ярус отсутствует). А толщина этого чехла неоднородна, есть места, где чехла ввообще нет. Соответственно, тем толще чехол, тем больше плюшек в нем умещается.

Почему же, когда говорится о добыче артезианских вод, речь идет исключительно о артезианских скважинах? Это сугубо технологические причины. Дело в том, что артезианские воды в основном залегают на значительной глубине, 100 метров и больше. Разумеется, человек может вырыть большой колодец. В сети гуляет байка про одного очень упорного, но очень несчастливого человека, который прорыл в поисках воды 100 метровый колодец, но так и не добрался до водоносного горизонта. Чтобы труды не пропали зря, копатель соорудил над колодцем обыкновенный туалет категорийности "сортир". Говорят, посещение этого заведения вызывало мистический ужас - человек, сделав дела, надев штаны и заправившись, только после этого слышал из дырки знакомый "плюх".

Но трудозатраты на рытье такого глубокого колодца колоссальные, и люди с самого начала стремились упростить эту работу. И тут им на помощь пришли бурильные станки, кардинально облегчившие работу. И я бы даже сказал, не кардинально, а драматически. К примеру, при рытье колодца вручную необходимо вынимать грунт на площади минимум 2х2 метра, а при бурении станком диаметр проделываемой в земле скважины составляет всего 10-20см. Как говорится, почувствуйте разницу. Уже самые первые осознанные попытки добраться до артезианских вод были осуществлены с помощью примитивных буровых установок, именуемых ударными (они, конечно, примитивные, деревянные буровые штанги, деревянные обсадные трубы, но уже в Египте и в Китае с помощью таких станков глубины скважин доходили до 900м, а это было еще до нашей эры!).

В Египте бурение применялось при постройке пирамид, первый письменный источник относится к 6000 до н.э. В Китае Конфуций за 600 лет до н. э. уже сообщал о китайских скважинах глубиной 500 м, их делали для добычи соляного рассола. Китайские буровые станки работали на ударном принципе - на треножник над скважиной на канатах из индийского тростника подвешивался ударный инструмент из толстых стеблей бамбука, после чего инструмент бросался вниз, разрушая породу. Затем процесс повторялся. Этот метод называется ударно-канатный.

Ну а дальше технология бурения все развивалась и развивалась, и сейчас бурение стало настоящей наукой. Как сказала одна девушка во время знакомства с парнем, узнав, что он буровой мастер:

- ой, вы, наверное, такой умный. У вас так все сложно. Все эти ваши превенторы, желонки, каротажи, шарошечные долота. я ничего в этом не понимаю.

У Брокгауза и Ефрона в энциклопедическом словаре описаны напорные артезианские скважины. Но существуют и безнапорные. На картинке видно, чем отличается напорная скважина от безнапорной.

Да, совершенно верно, безнапорная скважина находится на краю плато, и устье скважины (место пересечения скважиной земной поверхности) находится выше артезианского водоносного горизонта (иначе именуемого статическим уровнем). Соответственно, вода в этой скважине поднимается только до этой отметки, и для вывода ее на поверхность необходимы насосы.

Конструкция и устройство артезианской скважины.

Типичная артезианская скважина представляет собой стальную обсадную колонну, состоящую из отрезков стальных труб, накручивающихся по резьбе друг на друга по мере опускания трубы в пробуренную скважину. В зависимости от геологических условий обсадная колонна может быть как одинакового диаметра по всей длине, так и телескопической, где трубы наибольшего диаметра устанавливаются в верхних слоях земной поверхности, где есть сложности в виде плывунов, неустойчивых глинистых слоев и т.д., а более прочные глубинные слои проходят трубами меньшего диаметра. До недавнего времени применялась только металлическая труба, но сейчас в основном применяется двухтрубная конструкция скважины, где наружная труба стальная, а внутри находится пластиковая труба меньшего диаметра. Это позволило увеличить срок службы скважин, так как коррозия металлической трубы существенно меньше из-за того, что артезианская вода не проходит стальную трубу, а движется внутри пластиковой трубы; в артезианскую воду не попадают окислы железа, что улучшает вкусовую составляющую воды.

Срок службы двухтрубной артезианской скважины сейчас берется равным 50-60 лет, а срок службы однотрубной стальной скважины раньше принимался 20-30 лет.

Выше я упомянул, что артезианские воды относятся к полезным ископаемым. А исходя из нынешней демографической и экологической обстановки, становится очевидно, что ценность этого ресурса растет быстро и уверенно. Сегодня 2 млрд. людей в 80 странах мира живут в условиях ограниченного обеспечения питьевой водой, по прогнозам, к 2025 г. с дефицитом воды столкнутся 48 стран с общим населением 3 млрд. человек. В 9 странах потребление воды превышает скорость ее возобновления, к примеру, в Соединенных Штатах подземные воды, накопленные еще со времени ледникового периода, выкачиваются со скоростью, на 25% большей, чем скорость их возобновления.

России повезло, наша страна по запасам воды в мире стоит в ряде лидеров. В этом отношении нас опережает только Бразилия. Так что мы поплаваем, если что.

Почему подземные скважины назвали артезианскими

Воду для своих нужд человек берет либо из водных источников, находящихся на поверхности земли, либо из подземных.

Издавна люди копали колодцы, доходя до водоносного подземного горизонта. Вода под землей гораздо более чистая, чем, например, в реке. Поэтому люди научились не копать колодцы и доставать воду ведром, а бурить скважины, добывая таким образом сразу большое количество воды.

Есть под землей особые водоносные горизонты, которые содержат очень чистую воду. Они не подвергаются загрязнению, так как находятся глубоко между двумя водоупорными слоями и имеет значительный наклон. Питаются такие горизонты не так, как грунтовые воды – их источник питания может находиться за сотни километром от самого слоя. Заперта эта вода надежно под большим давлением слоями песка или пористого камня, образованным из-за перепада высот.

Если удается найти подобный чистый источник, достаточно пробурить отверстие совсем небольшое. Несколько сантиметров узкой трубки, и вода, фонтанируя, вырвется наружу с огромной силой.

Впервые такие колодцы появились примерно 800 лет назад. Это произошло во Франции в местности под названием Артуа. Люди приметили, что колодцы в этой области какие-то необычные: при выкапывании вода из них идет под большим давлением или устремляется редко вверх, бьет струей. Вот почему появилось слово «артезианский».

Изредка вода может сама найти выход через естественные трещины. Тогда можно увидеть вот такой необычный природный фонтан.

В современное время значение артезианских колодцев или скважин как источников чистой питьевой воды очень велико. Во многих районах планеты из-за нарушенной экологии, многочисленных промышленных выбросов и загрязнений вода в реках, ручьях и озерах стала абсолютно непригодной для питья.

Вода из артезианских источников для людей, живущих в подобных районах, является просто спасением. Например, в США для большинства жителей густонаселенных городов, а также в Европе, особенно в Лондоне, питьевую воду получают практически только из таких колодцев.

На материке Австралия найден самый большой на земле слой артезианской воды.

eponim2008

Самое дорогое и самое важное полезное ископаемое – вода. Для того, чтобы убедиться в этом, не нужно даже ездить в жаркие пустыни. Попробуйте не пить ничего – абсолютно ничего. Поверьте, что через сутки – всего только через сутки – Ваши взгляды изменятся. А если уж вспоминать про жаркие пустыни, то сколько известно процветающих городов, которые превратились в руины, поглощенные песками, только оттого, что по каким-то причинам «ушла» вода! И, да будет Вам известно, что король Саудовской Аравии в 1930 годах пригласил в свою страну специалистов из компании Royal Dutch для того, чтобы они отыскали под землей в его королевстве именно воду. Он был очень удручен, когда вместо воды ему открыли нефть. Кому она нужна!

Хорошо, жить у берега большой реки – много воды! Впрочем, в реках вода не такая уж и чистая. Ведь из реки люди не только пьют, но в нее же они и льют все отходы активной своей жизнедеятельности. Иногда льют столько, что естественных очистительных возможностей у реки не хватает. До строительства очистных сооружений в столице вода в Москве-реке становилась более или менее питьевой километрах в ста ниже по течению, где-то у Коломны. Недаром большие начальники строили свои дачные поселки в Серебряном бору и еще выше, в тех местах, где река не вошла в городскую черту Москвы и, следовательно, еще была чиста. Хоть плавай, хоть воду пей!

То же самое происходит с водой из больших озер. Пока американские и канадские города, стоящие цепочкой по берегам Великих озер, не озаботились проблемами очистки коммунальных и промышленных стоков, была серьезная опасность, что эти озера могут, в конце концов, стать Великими болотами.

Так что, самая лучшая для питья вода – ключевая, прошедшая естественную очистку в подземных водоносных слоях. Водоносный слой – это слой рыхлого материала, например, песка, гравия, известняка. Снизу, а иногда и сверху, этот слой ограничивают водоупорные пласты, чаще всего, состоящие из глины. Поэтому в водоносном слое между трещинами и пустотами скапливается вода. Там, где такой слой выходит на поверхность, например, на склоне горы или на обрыве, возникают ключи. Из-под земли течет вода.

Иногда геологическая обстановка складывается по-другому. Водоносный слой образует впадину. Вода может просачиваться в него довольно далеко от центра этой впадины (иногда за сотни километров), где-то по краям. Края водоносного слоя возвышаются над впадиной иной раз на сотню метров. Будучи ограниченной водоупорными слоями сверху и снизу, вода под действием силы тяжести будет просачиваться по водоупорному слою вниз и образовывать здесь как бы подземное озеро. Причем вода в этом озере будет находиться под давлением. Поэтому, если прорыть скважину к такому подземному озеру, вода пойдет по скважине вверх и начнет фонтанировать. Вот тебе источник воды на ровном месте!

Подобный метод добычи воды был известен в Европе с 12-го века. Именно так добывали воду в графстве Артуа (Artois). По-латински эта территория называлась Артезия, соответственно скважины, в которых вода шла из глубины под напором, фонтанировала, стали называть «артезианскими».

Если посмотреть на карту, становится понятным, откуда бралась вода в скважинах Артуа. Местность эта находится на северо-востоке нынешней Франции, там где она граничит с Бельгией. Здесь множество холмов и невысоких гор, сложенных из рыхлых известняковых пород, подпертых снизу и прикрытых сверху глинистыми слоями. Водоносные слои как бы «прогибаются» вниз. Туда же, вниз, стекают по ним подземные воды. Иногда под давлением они просачиваются на поверхность, образуя болота. Но там где болот нет, лежат плодородные долины. Их плодородие увеличивала возможность добычи воды прямо из-под земли. Не удивительно потому, что эти места славились, как житница Франции.

И не только, как житница. Как известно, одной из составляющих хорошего пива является хорошая вода. Хорошей воды здесь было достаточно, потому область Артуа издавна славилась также и своим пивом. Эта слава жива и поныне в виде марки знаменитого светлого пива «Stella Artois», «Артезианская звезда».

Что такое артезианская скважина?

Скважина на песок - понятно. Скважина на известняк - ясно. А в чем особенность артезианской скважины?

Цель артезианской скважины - получение доступа к водным ресурсам. Название скважина получила от типа воды. Артезианские воды находятся между водоупорными слоями, как следствие, самопроизвольно бьют из земли под мощным давлением.

Артезианской скважиной можно обеспечить водой частный участок. Среди плюсов отмечают

длительный срок эксплуатации установки (50 лет)
стабильный напор воды
высокие показатели качества воды

Основной минус - цена скважины. Также необходимо получить лицензию на бурение.

Перед установкой рекомендуется сдать артезианскую воду на анализ. Если показатели по минералам и солям превышены, нужно подвести водоподготовку. Таким образом, стабилизировать воду до питьевого состояния

Длина артезианской скважин варьируется от 35 до 250 метров. В зависимости от местности (тип известняка, наличие плывунов и т.д.) выбирается наиболее подходящий тип конструкции и наиболее оптимальный материал для труб.

Артезианская вода – правда и мифы

Скважины бывают разными. Бурение на глубину более 30 метров – это уже скважина, но еще не артезианская. Согласно научному определению, артезианскими могут называться только те скважины, глубина которых составляет не менее 100 метров, в некоторых районах бурение выполняется на глубине до 250-300 метров. Причем важна не сама глубина, а структура земной коры – артезианский слой должен лежать между двумя пластами известняка, который служит качественным естественным фильтром. Поэтому при заказе скважины на участок, нужно быть внимательным – с клиента могут взять как за артезианскую, а пробурить обычную «на песок», которая питается грунтовыми водами со всеми органическими дополнениями.

Согласно научному определению, артезианскими могут называться только те скважины, глубина которых составляет не менее 100 метров

Главное преимущество артезианских скважин – в их глубине. Они проходят через несколько слоев породы и водоносных горизонтов, достигая самого глубокого, вода в котором абсолютно свободна от органических примесей, микроорганизмов и возбудителей различных заболеваний. Этим артезианские скважины выгодно отличаются от колодцев на грунтовой воде.

Артезианские скважины никогда не подвергаются сезонной засухе, в отличие от колодцев или скважин на грунтовой воде. В воду не просачиваются нитраты и другая химия, которой злоупотребляет человечество. Им характерен большой дебит воды, которого хватает на несколько больших домов.

Сравнение артезианских и грунтовых вод по характеристикам, удобству обустройства и эксплуатации поможет принять верное решение, при выборе источника воды для усадьбы.

Стоимость бурения

Кто-то может не брать этот фактор к вниманию, но скидывать его с весов нельзя. Гадать не стоит – бурение артезианской скважины дело очень затратное, требующее профессиональной команды из нескольких человек и надежной технической базы. За настоящую артезианскую воду у себя в доме придется раскошелиться. Поэтому скважины обустраиваются значительно реже колодцев, иногда на несколько домовладений.

Свое название артезианские скважины получили благодаря местности Артуа, Франция, жители которой впервые смогли выкопать очень глубокий колодец с невероятно чистой водой. Возраст такого важного открытия очень солиден – ему пошло 9 столетие

Происхождение грунтовых и артезианских вод

Артезианские воды – это аристократия с длинной родословной. Они залегают в доисторических пластах. Большая часть такой воды очень древняя, по ее составу, как по карте, можно читать процесс формирования недр нашей планеты.

Грунтовые воды – это рядовой ресурс, который человечество активно перерасходует. Они залегают неглубоко. В зависимости от классификации – это второй или третий уровень водоносных горизонтов. Они активно участвуют в кругообороте воды в природе, поэтому подвержены сезонным колебаниям уровня, особенно в засушливые периоды. В грунтовые воды просачивается дождевая влага, частично фильтруясь через горные породы, и частично принося растворенные вредные вещества и соединения. Вокруг производственных объектов наблюдается постепенное расширение ареала загрязнения грунтовых вод. Это нитраты, тяжелые металлы, радиоактивные вещества, бытовые стоки и нефтепродукты. В отдаленных от городов и производств районах грунтовые воды сохраняют приемлемый уровень чистоты, но загрязнения могут приноситься вместе с пылью и дождем.

Вероятно, что секрет чистоты артезианской воды в глубоком залегании

В пункте чистоты и защиты от жизнедеятельности человека артезианские воды безоговорочно лидируют по всем пунктам.

Химический состав и органический состав

Выше упоминалось, что органики в артезианской воде нет и быть не может, но это вовсе доказательство ее безвредности. Список и концентрация химических веществ порой дает фору грунтовым водам. На какой бы глубине не находилась вода, она продолжает оставаться растворять и насыщаться разными соединениями. В зависимости от особенностей земной коры артезианские воды бывают пресными минеральными или концентрированными растворами разных типов, которые не всегда можно употреблять в пищу.

Есть исследования, которые свидетельствуют о наличии в артезианской воде живых организмов, которые пока не изучены окончательно, поэтому вопрос отсутствия органики в артезианских скважинах остается открытым

Не рекомендуется использовать соленые артезианские воды для полива сельскохозяйственных угодий из-за опасной перспективы засаливаний грунта, которые приводят к его непригодности для возделывания. Грунтовые воды в этом плане более демократичны, зато чаще содержат возбудителей серьезных заболеваний: кишечную палочку, холерный вибрион. Количество нитратов в грунтовых водах иногда в несколько раз превышает допустимые нормы. Взрослые чувствительны к ним меньше, а в случае отравления маленьких детей есть зафиксированные летальные исходы.

Особенности залегания обеспечивают не только высокий уровень чистоты артезианской воды, но и повышенную концентрацию железа, кальция, магния и фтора. Если уровень содержания не соответствует допустимым нормам, то артезианскую воду подвергают дополнительной очистке для нормализации химического состава.

Если артезианский слой подходит близко к поверхности и начинает получать подпитку, то характеристики воды изменяются. Артезианские становятся похожими на грунтовые.

В любом случае, перед вводом в активную эксплуатацию, рекомендуется провести анализ как грунтовых, так и артезианских вод.

Количество воды в скважине

Залежи артезианских воды, их еще называют артезианскими бассейнами, представляют пока что неисчерпаемый запас воды. Сразу после бурения скважина работает на всю мощность и пользователи никогда не ощущают недостатка. Из-за разницы в плотности слоев и давления вода в скважине поднимается выше уровня пролегания, а иногда фонтанирует под напором.

Обычные скважины и рядовые колодцы этим похвастать не могут. Более доступное бурение «на песок» достигает верхних водоносных пластов. Производительность таких источников нельзя назвать мощной. Небольшой дебит ощущается, если нужно большое количество воды ежедневно.

Непрофессиональное бурение и устройство обсадки артезианских скважин приводит к тому, что внутрь может попасть что-угодно из верхних слоев грунта, стоки, масла и прочая химия в том числе. Негативно сказывается на качестве воды близкое расстояние потенциальных источников загрязнения (свалки, фермы, стройки, большие города)

Срок эксплуатации

Ориентировочный срок эксплуатации артезианских скважин – 50 лет. Буровые компании дают гарантию на выполненные работы в пределах 5-10 лет. Если возникает потребность временно полностью прекратить добычу воды, скважина консервируется. Период простоя от месяцев до нескольких лет.

Устройство артезианской скважины: плюсы и минусы, документальное оформление, виды и работы по бурению

Для решения проблемы с водоснабжением при отсутствии магистрального водопровода используются артезианские скважины. Это гидротехническое сооружение не требует больших затрат, а в дальнейшем избавляет от расходов на воду для питья и бытовых нужд. В сравнении с традиционными колодцами они отличаются в лучшую сторону.

Что обозначает термин артезианская скважина

Артезианская скважина – это глубоко пробуренное отверстие в земле, достигающее артезианского слоя, из которого самопроизвольно вырывается поток чистой, с минимальным количеством вредных примесей, воды. В таких условиях земля представляет собой естественный фильтр, впитывающий различные вещества из жидкости.

Плюсы и минусы

У этого вида источника есть свои преимущества и недостатки.

Основными достоинствами этого сооружения являются:

Относительно высокая производительность – до 3 м³/ч. Большие объемы водоносного слоя между пластами известняка являются гарантией непрерывного поступления жидкости на поверхность. Повышенное давление на глубине обеспечивает стабильную водоотдачу даже при длительном заборе воды в больших объемах, ее запасы практически не ограничены. Производительность не зависит от времени года и климатических изменений, в отличие от других видов источников.
Качество воды соответствует самым высоким требованиям. Находящаяся глубоко от поверхности земли, она надежно защищена толстым слоем грунта от загрязнения, в том числе промышленными отходами, пестицидами, талыми водами, продуктами жизнедеятельности. Это делает скважину источником биологически и химически чистой воды.
Продолжительный период эксплуатации. В зависимости от того, какая использовалась технология бурения и конструкция, срок службы скважины может составлять от 30 до 50 лет. Срок службы такого сооружения также зависит от особенностей водоносного слоя.
Проводить буровые работы можно в любое время года.
Есть возможность распределить стоимость источника питьевой воды между несколькими хозяйствами, которые могут пользоваться им одновременно.
Повышается стоимость участка при продаже.

К отрицательным сторонам этого типа источников можно отнести:

Повышенное содержание минералов в жидкости. Чрезмерная насыщенность солями железа, фтора и марганца отрицательно сказывается на здоровье человека, может привести к развитию различных заболеваний. Высокая жесткость такой воды обуславливается наличием известняка. Для очистки жидкости во время обустройства источника устанавливаются специальные фильтры.
Большие затраты на согласование и получение лицензии на организацию работ, бурение и обустройство. Необходимо разработать проектную документацию, пригласить исполнителей со специальным оборудованием. Материалы, используемые при работах, также составляют немалую часть расходов. Если напор естественного водяного потока недостаточно сильный, устанавливается насосное оборудование. Учитывая сложность работ, выполнить ее своими руками не представляется возможным.

На какую глубину бурят артезианскую скважину

Глубина бурения варьируется от 35 до 250 метров.

Глубина бурения для устройства такого вида скважины может составлять от 35 до 250 м, от этих значений зависит стоимость работ. Существуют специальные карты, но точную глубину залегания слоя и качество воды может определить только геологоразведка. Если есть необходимость, то может быть проведено пробное бурение и взята проба для лабораторного анализа. Большое значение имеют рельеф и особенности местности. Даже в пределах одного земельного участка глубина залегания линзы может быть разной.

Как определить место под будущую скважину

Во избежание возникновения в будущем проблем с эксплуатацией место бурения скважины должно отвечать следующим требованиям:

возможность подъезда автотранспорта к объекту, где проводятся работы;
должна быть выделена специальная зона, где будут размещаться установка для бурения и различное оборудование;
если по плану работ предусмотрено бурение с промывкой, то следует предусмотреть возможность для отвода использованной жидкости;
расстояние от скважины до места ввода должно быть минимальным, это сократит объем земляных работ и длину водопровода, будет способствовать снижению стоимости объекта;
участок, на котором предусматривается проведение работ, должен быть ровным, площадью не меньше 48 м² (примерно 12х4 м);
место для бурения должно быть ограждено;
на объекте, где проводятся работы, и вокруг него на расстоянии до 2 м не должно быть электрических проводов.

Рекомендуется проконсультироваться со специалистами, которые будут заниматься бурением. Они помогут выбрать оптимальный вариант.

Виды конструкций

Обустройство скважины может быть:

Классическим. Применяется одна металлическая труба, которая необходима для обсадки, а в дальнейшем используется в качестве эксплуатационной. При бурении таких скважин можно отказаться от дополнительных обсадных элементов, если в известняковом слое отсутствуют прослойки глины или песка. До известняка применяется водовод, а на завершающем участке необходимости в нем нет, т.к. вероятность деформации там низкая. Наиболее используемый диаметр труб – 133 или 159 мм. При такой схеме вода поднимается примерно до середины скважины, а насос устанавливается на ее конце.

С двойной обсадной трубой. При таком способе применяются 2 обсадных элемента в прослойках с сухими известняковыми залежами. Металлическая колонна доводится до водоносного горизонта, внутри нее пропускается пластиковая труба меньшего диаметра, которая проходит через известняковые породы до линзы. Эта конструкция используется, когда на верхних уровнях обнаруживаются прослойки глины.
С использованием кондуктора. Если в верхних слоях почвы обнаружены плывуны, то для защиты от них перед обсадным элементом устанавливается насадка из трубы большего диаметра. Такое конструктивное решение позволяет оградить скважину от чрезмерного давления.
С телескопическим устройством. Так называются конструкции с использованием двух и более обсадных звеньев, которые устанавливаются в случае нестабильности грунта выше известняковых слоев. Сначала в пробуренное отверстие опускается металлический водовод самого большого диаметра, достигающий слоя валунов. Через него пропускается следующая обсадная часть меньшего диаметра. При обнаружении глиняных прослоек вставляют пластиковую трубу, достигающую линзы.

Документальное оформление

Согласно действующему законодательству РФ, для бурения артезианских скважин необходимо специальное разрешение. Чтобы получить лицензию, следует представить документы на собственность или арендный договор. Действия по получению разрешения выполняются в таком порядке:

Подготавливается вся требуемая документация: о праве на собственность и земельные планы – генеральный, кадастровый и ситуационный.
Выполняется подсчет предполагаемого потребления воды, который согласовывается с комитетом по водным ресурсам.
Получается согласие Роспотребнадзора на обустройство санитарной зоны на месте бурения.
Оформляется разрешение Центра государственного мониторинга состояния недр на выполнение проектных работ.
Весь собранный пакет документов представляется в Департамент по недропользованию, ответственный за выдачу лицензий.
После получения разрешения заключается договор с проектной организацией.
По завершении обустройства артезианского источника следует поставить скважину на учет. После изучения документации присваивается индивидуальный номер Государственного водного кадастра.

Чтобы пробурить артезианскую скважину необходимо добиться специального разрешения.

Пользоваться скважиной разрешается только после выполнения всех этих процедур.

Перечень работ по бурению

В связи со сложностью работ по устройству артезианского источника необходимо пользоваться услугами организаций, располагающих специальной техникой. До начала бурения следует провести геологические работы, которые в будущем помогут избежать загрязнения водоносного горизонта.

В число необходимого оборудования входят:

бур;
лебедка;
вышка для бурения;
трубы;
штанги.

Технология выполнения работ предусматривает следующую последовательность:

При помощи буровой вышки, установленной на подготовленной площадке, бур погружается в почву до тех пор, пока не достигнет водоупорного слоя.
Выполняется обсадка и проверяется ее целостность.
Монтируются насосы для откачки, производится наладка электрооборудования и электропроводки.
Мутная жидкость выкачивается при помощи насосного оборудования, в результате этого жила заполняется чистой водой.
Прокладывается водопровод к точкам потребителя.
Проводятся теплоизоляционные работы на наружных элементах.
Оформляется внешний вид источника.

По завершении работ по бурению и обустройству выдается паспорт. Разрешение на использование в качестве источника питьевой воды необходимо получить в Санэпидемслужбе после лабораторного анализа.

Обязательным требованием является устройство огороженной санитарной зоны на расстоянии 30 м. Не допускается наличие в этой зоне кустарников, деревьев и строений.