Как определить водоносный слой при бурении скважины. Карта водоносных слоев – виды, необходимость составления и использования.
Откуда берется вода. Из каких недр ее добывает человек, чтобы удовлетворить потребности.
Вода необходима для существования человека, снабжение ею в достаточном количестве стало одним из главных условий комфортной жизни.
В среднем. на одного человека в развитых странах ежедневно расходуется от 130 до 700 литров воды в сутки.
Минимум потребления отмечен в засушливых регионах с низким уровнем развития, но и там среднесуточное потребление воды на человека превышает 15 л.
Что такое подземные воды
В населенных пунктах, где отсутствует централизованное водоснабжение, в дачных поселках и т.д., проблему воды жителям приходится решать своими силами.
Для бытовых нужд, в этом случае , используют подземные воды.
К подземным, относятся воды, находящиеся в слоях земной коры, на различной глубине под поверхностью грунта.
В нижних слоях залегают:
- древние магматогенные,
- метаморфогенные,
- седиментогенные поземные воды.
Происхождением эти подземные воды обязаны:
- вулканической активности (магматогенные ),
- процессам изменений в горных породах (метаморфогенные ),
- опусканием иловых наслоений древних морей и выдавливанию из них остатков воды под тяжестью образовавшихся позже слоев (седиментогенные ).
Чтобы до них добраться, требуется глубокое и сверхглубокое бурение (примерная ), и, с точки зрения водоснабжения, интереса, они не представляют.
Источником воды для колодцев и скважин служат верхние водоносные горизонты.
Практический совет!
При бурении скважины, уходящей глубже первого водоносного горизонта, ее надежно изолируют от попадания верховодки системой концентрических обсадных труб.
Рассматривают неглубокое залегание первого водоносного горизонта и как достоинство.
Такой источник воды (скважина или колодец) требует минимальных затрат времени, сил и средств.
Второй уровень
Второй водоносный горизонт (межпластовые воды) залегает на глубине 30-100 м. Слой грунта на этом горизонте изолирован водоупорами сверху и снизу.
Составляют этот водоносный слой уплотненные отложения с накоплением воды в трещинах и кавернах.
Подпитка второго водяного горизонта идет за счет:
- Инфильтрации грунтовых вод через слои со слабой водопроницаемостью;
- Проникновения воды с поверхности земли или грунтовых вод через водопроницаемые слои на отдельных участках.
В результате, вода проходит тщательную природную очистку и в большинстве случаев, соответствует санитарным нормам для питья и приготовления пищи.
Замечание!
Употреблять межпластовые воды для питья можно только после анализа состава!
В зависимости от пород, образующих горизонт, может понадобиться фильтрация.
Кроме того, вода на своем пути растворяет элементы, содержащиеся в слоях грунта, в результате чего, предельно-допустимые концентрации металлов и других веществ могут оказаться превышены!
Источники, получающие воду со второго горизонта , практически, не подвержены сезонным колебаниям.
Дебет их стабилен в течение всего времени эксплуатации скважины.
Важно! При постоянном интенсивном заборе и малой насыщенности или мощности водоносного слоя дебет скважины может снизиться.
Такой режим с отбором «досуха» приводит к уменьшению срока эксплуатации источника!
Воды второго горизонта на большой глубине могут находиться под статическим давлением, в результате, пробуренная скважина (как сделать ) окажется напорной.
Артезианские скважины
Артезианский водоносный горизонт относится к межпластовым и отличается большой глубиной залегания, более 100 м, и надежной защищенностью от инфильтрации воды с поверхности несколькими пластами водоупорных пород.
Качество воды в таких слоях высокое , поскольку. источники подпитки находятся на значительном (иногда. в сотнях километров) удалении от мест залегания.
Вода, преодолевая такие расстояния в пористых горных породах, очищается от примесей.
При этом, растворяя часть веществ, содержащихся в грунтах, приобретает минерализацию, нередко с превышением предельно-допустимых концентраций.
Именно, поэтому, многие артезианские воды относятся к категории лечебных, использование которых для питья ограничено.
Образуются такие водоносные слои, чаще всего, в геологических структурах особой, вогнутой, формы – мульдах и флексурах.
Эта особенность и глубина залегания обуславливают статическое давление на горизонте, в результате чего, артезианские скважины – напорные .
Важно! Артезианские воды, как и большинство межпластовых считаются стратегическим резервом государства и попадают под действие Закона РФ «О недрах».
Для бурения артезианских скважин (посмотрите ) и эксплуатации источников, обязательны соответствующие разрешения и лицензии.
Дебет артезианских скважин не зависит от сезонных и годовых колебаний влажности и количества осадков.
Срок эксплуатации такого источника составляет не менее 50 лет.
Производительность достаточна для водоснабжения не одного частного дома.
Характеристики источников
При выборе водоносного горизонта для устройства скважины, кроме его типа требуется учитывать основные характеристики:
- Мощность – толщина водоносного слоя;
- Глубину залегания подошвы;
- Характер пород;
- Коэффициент фильтрации и насыщенность, которые определяют реальный дебет скважины.
Узнать их можно в геологоразведочных организациях района, а уточнить в процессе бурения.
Перед тем, как использовать добытую воду, обязательно сделайте исследование жидкости в медико-бактериологической лаборатории. Это убережет вас от многих неприятностей.
Как по растениям определить место, где водоносная жила расположена наиболее ближе к поверхности, вы узнаете, посмотрев видеоролик.
Для дома и даче очень важно иметь воду. Некоторые счастливцы могут подключиться к централизованному водоснабжению, но большинству приходится искать собственный источник. О том, как найти воду на участке самому, своими руками и пойдет речь дальше.
Водоносные слои и их залегание
Структура залегания пород очень неоднородна. Даже на одном участке на расстоянии метра «пирог» — состав слоев и их размеры — может значительно отличаться. Потому и бывает так тяжело найти воду на участке, приходится бурить несколько скважин, чтобы найти нормальный водоносный горизонт. Есть три основных водоносных слоя:
Надо сказать, что найти на участке верховодку несложно. Зная некоторые особенности растительности, проверив некоторые моменты, вы с довольно высокой точностью определите место нахождения водоноса.
С водоносным песчаным слоем все гораздо сложнее — глубины серьезные, приходится ориентироваться в основном на местоположение скважин-колодцев у соседей, ну и не некоторые косвенные признаки.
Найти артезианскую воду на участке можно только при помощи пробного бурения. Помочь могут карты залегания водоносных слоев. С 2011 года в России они в открытом доступе (без оплаты). Чтобы получить карту вашего региона, надо отправить заявку в «РОСГЕОЛФОНД». Можно это сделать на их официальном сайте, а можно скачать формы требуемых документов, заполнить их и отправить по почте (с уведомлением о вручении).
Как найти воду на участке при помощи народных методов
Есть немало народных способов поиска воды на участке. Можно в них верить, можно не верить, но в среднем, процент попадания — 70-80%, что не ниже чем у «научных» методов, так что попробовать однозначно стоит. Эти методы требуют некоторого количества времени и внимания, зато бесплатны (если вы ищите воду на своем участке сами), так что их вполне можно скомбинировать — протестировать несколько способов, и копать/бурить в той точке, где сошлись их показания.
Обращаем внимание на растения
Этот пункт имеет смысл только в том случае, если участок не освоен, а «заселен» дикорастущими насаждениями. По тому, где и какие растения растут довольно точно можно определить глубину залегания воды.
Всего то и надо — пройтись по участку, посмотреть где то растет, возле найденных растений поставить вешки, на которых можно указать возможную глубину залегания воды. В таблице приведен список растений, по которым можно определять наличие воды на той или иной глубине.
| Растение - индикатор | Глубина залегания верховодки |
|---|---|
| Рогоза, багульник болотный, береза пушистая | 0 - 1 м |
| Камыш песчаный, крушина, пырейник, | 1 - 3 м |
| Тростник, лох, сарсазан, ель обыкновенная, ежевика, малина, тополь черный | до 5 м |
| Полынь метельчатая, чий блестящий, вереск, сосна обыкновенная, черемуха, дуб черешчатый, | до 7-8 метров |
| Солодка голая, полынь песчаная, люцерна желтая (до 15 м), можжевельник, орешник, василек, толокнынка лекарственная, бук | от 3-5 до 10 метров |
В таблице есть несколько видов деревьев. Речь идет не о массивах, а о единичных растениях, может о небольшой группе растений, которые «кучкуются» на одном месте. В случае с травянистыми растениями все наоборот — это не единичные экземпляры, а полянки, занимающие определенный участок почвы.
Использование рамок
На давно освоенном участке определить по растениям, где находится вода, не получится. Здесь придется применять другие методы. Один из самых распространенных и дающих высокую вероятность — поиск с помощью рамок — алюминиевых проволок, согнутых под углом в 90°. Этот метод называется еще биолокация. Берут два отрезка проволоки длиной 30-40 см. Кусок в 10 см длиной загибают под прямым углом.
Чтобы «показания» были более точными, короткие части вставляют в трубки, сделанные из тонких веток древоподобной бузины. В отрезанных ветках бузины вынимают сердцевину, внутрь вставляют согнутую проволоку. Концы проволоки должны свободно двигаться.
Поиск воды на участке при помощи биолокации — рамок
Взяв в обе руки рамки, концы проволок разводят в противоположные стороны (на 180°) и с ними ходят по участку, наблюдая за их состоянием. Где-то рамки будут сходится вместе, где-то поворачиваться в одну сторону (вправо или влево — по течению воды). Вот по этим движениям и определяют где находится вода.
Если рамки сошлись вместе (на какой-то угол сдвинулись их концы), в этом месте находится вода. Пройдя дальше вы увидите, что рамки снова разошлись — водоносный слой закончился. Повторить маневр можно с разных направлений и точек, так можно локализовать местонахождение водоноса. Если при обратном проходе обе рамки сошлись — вы определили место, где надо копать колодец или . Если рамки отклонились вправо или влево, надо идти в ту сторону и искать место, где они снова сойдутся.
Если рамки неподвижны — воды на участке нет или водоносы расположены очень глубоко.
Использование лозы (деревянной рогатки)
Найти воду на участке можно при помощи рогатки из дерева. Нужно найти две ветки, которые растут из одной точки. Ветки должны быть толстые, не менее 1 см, ровные. Постарайтесь найти их одной толщины. Отрезать с куском ствола (15-20 см), на котором они росли. Должна получиться большая рогатка. Листья зачищают, тонкие концы прутьев срезают, оставляя не менее 40 см а каждой из сторон «вилки». Ветки отгибают в стороны, чтобы угол получился не менее 150°, закрепляют их в таком положении и оставляют сохнуть. Древесина может быть не до конца высохшей, но угол должен сохраниться.
Как найти воду на участке своими руками — так работают с лозой
Подсохшую лозу берут за концы развилки, держат ее горизонтально на уровне плеч. В том месте, где под землей есть вода, часть ствола будет клониться к земле. В этом месте можно будет или бурить скважину. Если отклонений нет — воды на участке на небольшой глубине нет.
Определение количества воды в подземном источнике
Кроме того чтобы найти воду, неплохо было бы определить еще и ее объемы. Приблизительно их можно оценить при помощи глиняных горшков и силикагеля. Берут глиняные горшки, засыпают в них силикагель, горловину завязывают х/б тканью. Упакованные горшки взвешивают (вес можно написать на самом горшке). Заготовленные снаряды закапывают в местах, где предполагают нахождение воды и оставляют на сутки.
Сутки спустя горшки выкапывают и повторно взвешивают.
Тот горшок, который больше других набрал в весе, и отмечает жилу с наибольшим количеством воды.
Поиск воды — наблюдаем за природой
Найти воду на участке можно просто наблюдая за природой. Вы, наверное, замечали, что в некоторых местах туман наиболее густой. Порой он даже напоминает реку — извиваясь тянется в каком-то направлении. В таких точках обычно грунтовые воды находятся ближе всего. Еще надо утром посмотреть на количество росы. Если в местах, где туман был особенно густым, ее больше, то вода там точно есть.
Что еще может помочь найти воду на участке — наблюдение за насекомыми. Теплым безветренным вечером часто мошкара собирается в облака или столбы. И располагаются они в определенных местах. Под местами скопления насекомых обычно располагаются источники воды. Если вы в том месте осмотрите землю и не найдете муравьиных гнезд, значит вода там действительно есть — муравьи над водой свои гнезда не делают.
Как определить уровень залегания подземных вод
Приблизительно оценить, на какой глубине находится верховодка, можно по растущим над ней растениям. Как видно из таблицы, расположенной выше, определенные виды растений нормально себя чувствуют, если вода находится не выше и не ниже определенной глубины. Так и можно приблизительно оценить, насколько глубоко находится вода.
Для участков, где неподалеку есть естественный водоем — река, озеро — можно глубину залегания вод определить с точностью до метра. Для этого понадобится барометр. С ним спускаетесь к самой воде, измеряете давление. Затем идете к предполагаемому источнику воды и измеряете давление там. Разница обычно выражается десятыми долями и каждая десятая (0,1) приравнивается к метру глубины. Например, разница в измерениях составляет 0,7 мм/рт. столба. Это значит что вода находится на глубине 7 метров.
Что еще может помочь найти воду на участке? Общение с соседями, у которых уже есть колодец или скважина. У них желательно узнать, где бурили/копали, сколько раз, много воды или нет, на какой глубине находится зеркало воды, какого она качества. По месту расположения всех ближайших удачных и неудачных попыток у соседей, можно с довольно большой долей вероятности определить, где у вас находится вода.
В этом разделе мы расскажем Вам об основах бурения малогабаритной буровой установкой ГБ-50, нахождении водоносных слоев, оборудовании скважины. Для тех людей, кто уже по роду своей деятельности занимались бурением и представляют строение почвы и водоносных слоев - трудностей в работе с бурилкой практически не будет. Наши рекомендации необходимы в первую очередь тем, кто не знаком с основами бурения и работой на подобных агрегатах. Что необходимо знать!
О водоносных слоях
Первый водонос встречается на 4-6 метрах бурения (в простонародии «плывун»). В этом водоносе вода считается «технической», но может быть и питьевой (определяется экспертизой).
Второй водонос на глубине от 9 до 18 метров. Большая вероятность питьевой воды.
Третий водонос глубина 25-35 метров, до 50 метров встречаются еще водоносы. Но были случаи, когда первые водоносные слои залегали на глубине более чем 60 метров. Наши бурильщики бурят скважины в основном от 10 до 35 метров. Процесс бурения проще и легче установить обсадную трубу.
Для определения залегания водоносных слоев, выбора обсадных труб и водозаборных агрегатов рекомендуем начинать бурение разведочным буром диаметром 100 мм.
При нахождении воды на 9-10 метрах можно в скважину опустить 32-ю пластиковую трубу с фильтром, а сверху поставить насосную станцию. Нашли воду глубже: разбуриваем скважину 150-200 буром, ставим 116-125 обсадную трубу, а в нее погруженной насос. Не нашли водоносных слоев: берете с заказчика 400-500 руб\метр за разведочное бурение. Разведочное бурение с заказчиком оговаривается в договоре.
Как определить водоносный слой?
Подземная водоносная жила состоит из рыхлого песка. Верхние водоносы - серый мелкий песок типа морского, глубже - крупный песок, гравий.
Вода циркулируя по водоносу формирует русло, т.е. вверху и внизу русла обычно твердый слой (плотная глина, известковый и другие слои) толщина от 5 см до нескольких метров (Карелия, Ленинградская область).
Пробивая эти слои (видно по поведению бурилки) Вы определяете верх водоноса, далее бур со штангами в рыхлый водоносный слой идет быстро и упирается в нижний слой. По количеству прикрученных штанг определяете толщину водоноса, при этом смотрите, что вымывается из скважины (песок), смотрите поглощение воды (при замене штанг вода в скважине опускается на несколько сантиметров при слабом подземном давлении), или выдавливается из штанги (в основном на глубине до 15 метров или при сильном подземном давлении) Еще есть такие тонкости: Это «маячки» устанавливаемые в приямок из которого идет забор оборотной воды мотопомпой. В процессе бурения вода в приямке находится на одном уровне пока Вы не попадете в водонос или в какую-либо пустоту. В этом случае вода в заборном приямке будет убывать или наоборот выливаться из скважины и затапливать маячек в приямке. Далее смотрите на признаки изложенные выше (вымываемый грунт, поведение бурилки, и т.д)
О приямках
Приямков выкапывать лучше два.
1-й приямок - отстойник, в нем скапливается вымываемая порода.
2-й приямок для забора оборотной воды.
Размеры приямков: ширина и длина по 2 штыка лопаты, глубина 2 штыка лопаты. Большие приямки копать не нужно: в маленьком приямке более видно поглощение воды, что очень важно при обнаружении водоносных слоев.
Водяной столб зависит от давления подземных вод от нескольких сантиметров, до десятка метров.
У наших бурильщиков было несколько примеров:
На 15 метрах попадали на водонос и вода поднималась выше чем на метр над уровнем земли;
Бурили на 57 метров - вода поднялась до 7 метров от уровня земли.
Поэтому говорить о какой-то конкретной цифре нельзя, но чем выше водяной столб, тем больше дебит скважины.
Расположение скважины
Скважина не колодец, в народных методах определения верховой воды нет необходимости. Место для скважины определятся заказчиком. Вода должна быть в разных местах, но на разной глубине залегания.
По бурению глинистых почв
Это самое оптимальное быстрое бурение, при нем скважина не осыпается.
По бурению песчаных почв, плывунов
Если в вашем регионе - песок, в оборотную воду, для того чтобы не осыпался ствол скважины, необходимо добавлять связующие присадки (бентонитовую глину, сухую глину, стувамикс: 5-7 % от объема оборотной воды) или применять дополнительные обсадные трубы.
По бурению твердых, каменистых, известковых прослоек
Самый трудный процесс. При попадании на данные слои рекомендуем уменьшить обороты рабочего инструмента до 40-35 об\мин, чтобы было меньше закусывания бура.
Теперь о том, почему на установке применяется ручная лебедка
При прохождении твердых прослоек бурильщик похож на рыбака на зимней рыбалке - тот с мормышкой, а этот с лебедкой вверх-вниз, вверх-вниз пока не пройдет этот слой. Даже у самого совершенного электротельфера пульт управления не прослужит долго от такой работы.
Электротельфер удобен для извлечения колонны штанг из скважины, потому у наших бурильщиков установки обязательно укомплектованы ручными и дополнительно электрическими лебедками.
Намного упрощает работу по твердым слоям применение шарошечного долота.
«Шарошки», прямоугольная ленточная резьба, диаметрами 150 мм, 190,5 мм., переделанные к нашей установке, в комплект установки не включаются, а приобретаются отдельно. Шарошечными долотами можно бурить и с начала бурения, но по глинистой почве бурение происходит значительно медленнее нежели лопастным буром.
Обратите внимание: если Вы попали на большой камень - установку трясет, Вы за полчаса не прошли и 2 см, то рекомендуем переставить установку на другое место.
Как избежать обрушение стенок скважины и заклинивания бура?
1. В процессе бурения из ствола скважины должен всегда вытекать поток воды. При прекращении циркуляция воды, не выключая вращения бура, срочно поднимайте колонну штанг на высоту установки и ждите пока мотопомпа не сделает свою работу.
2. Прежде чем наращивать следующую штангу лебедкой или захватом приподнимите колонну штанг. Если колонна поднимается легко -бурите дальше, если почувствуйте сопротивление- выполните операцию изложенную в 1 пункте.
3. После присоединения очередной штанги приподнимите лебедкой каретку с редуктором и колонной штанг. Запустите мотопомпу, прогоните воздушный столб по штангам до того момента, пока из скважины не пойдут пузыри. Это нужно для того, чтобы прочистить рабочие инструменты и убедится в нормальной подаче рабочей жидкости.
Главное, не спешить при бурении: пусть дольше работает мотопомпа, а не ваши руки и домкраты.
Нельзя откачивать воду из скважины без обсадной трубы, произойдет обвал стенок.
Какую мотопомпу следует покупать?
Для гидробурения потребуется мотопомпа типа: «Субару», «Хонда» «Чемпион» - Тайвань и др. для загрязненной или грязной воды с характеристиками:
Напор от 26 м.= давление 2,6 атм.;
Производительность от 20 м3/ч.
Подойдут и китайские аналоги, они дешевле в 2 раза. Чем мощнее помпа, тем быстрее идет бурение, лучше промывается скважина. Работа мотопомпы (обороты) зависят от производительности помпы и глубины скважины. Важно, чтобы из скважины в процессе бурения, всегда вытекал поток воды. На практике - для мотопомп производительностью от 50 м3 до 78 м3 средних оборотов бывает достаточно.
Что делать когда необходимо оставить установку на ночь?
Поднимите лебедкой каретку с рабочими органами до верхнего основания установки и зафиксируйте.
На следующий день: запустите мотопомпу, дайте ей поработать минут 30, запустите привод, лебедкой отпустите и приподнимите колонну штанг, почувствовав, что каретка перемещается легко, начинайте бурение.
Запомните: чем лучше промыта скважина, тем легче устанавливаются обсадные трубы.
Обсадные трубы
В последнее время для обсадки скважины применяются пластиковые обсадные трубы ПВХ. В нашем случае мы рекомендуем обсадные трубы диаметром 125 мм ПВХ, 116 мм (неглубокие скважины), толщина стенки 5-7 мм. Они более свободно входит в ствол скважины Д 200 мм, а в них в свое время входят погружные насосы типа «Малыш», «Оазис».
Фильтра применяются различные: щелевые, с напылением, самодельные. Изготовление фильтров из обсадных труб:
*«болгаркой» нарезаются щели поперек обсадной трубы по всей ее длине, в таком виде и обсаживаются. При прокачке скважины вокруг обсадной трубы обильно обсыпают гравием. Плюсы - большой дебит, минусы - долгая прокачка, повышенное содержание песка, глины в воде.
* в обсадной трубе сверлятся отверстия Ф 20 мм, далее трубу оборачивается в 3 оборота (геоткань, москитная сетка, латунная сетка, или одеваются спец фильтра (чулки) все крепится хомутами.
Как установить обсадную колонну в водонос состоящий из мелкого песка?
Часто случается, что пробурили скважину, нашли сильный водонос, а установить обсадную трубу в водонос не получается, замыло.
В данном случае в наконечнике, который прикручивается на фильтр, дрелью сверлятся отверстия или «болгаркой» нарезаются прорези. На обсадную трубу сверху одевается оголовок, к оголовку присоединяется напорный шланг от мотопомпы, подается напор чистой воды. Обсадная колонна сама заходит в водонос.
Как промыть скважину?
После установки обсадных труб следует промыть скважину и размыть водоносный слой, который в процессе бурения напитался буровым раствором. Для этого необходимо на обсадную трубу установить оголовок, к нему присоединяем напорный шланг от мотопомпы и подать внутрь чистую воду. Минимум воды - 1м3.
Затем обсадную трубу снаружи обсапать гравием (ПГС фракция 5 мм) из расчета 1 ведро на 0,5м обсадной трубы.
Как прокачать скважину?
Самый простой вариант: берется диафрагменный насос типа «Малыш» с нижним забором воды, крепится на тросик и опускается на дно скважины. Внимание: необходимо регулярно приподнимать насос, чтобы его не замыло песком и грязью. Данный вид работ может выполнять заказчик или в договоре оговаривается дополнительный вид услуг. На какую глубину устанавливать погруженной насос? Насос опускается в скважину чуть ниже водяного столба. Не допускается устанавливать насос на дно скважины.
Удачи Вам в нелегком труде бурильщика!
