Добыча воды из скважин — самый популярный метод автономного водоснабжения индивидуальных жилых домов коттеджного типа в районах, лишенных централизованной водоподающей магистрали. Перед самостоятельным или с помощью наемных работников бурением приходится решать задачу, как найти воду на участке для скважины.
Существует широкий ряд методов поиска подземных вод, начиная от народных кустарных и заканчивая промышленными с применением высокотехнологичного оборудования. В силу того, что не каждый найденный водный бассейн пригоден для водообеспечения, собственнику полезно знать метод образования, глубины залегания и структуру водных горизонтов в грунте.
Рис. 1 Схема образования водных бассейнов
- Где находится подземная вода
- Как получить полезную для бурения информацию
- Как найти воду на участке для скважины народными методами
- Природные подсказки
- Применение влагопоглощающих материалов
- Лозоходство
- Локационные рамки
- Определение глубины залегания
- Как найти воду на участке для скважины научными способами
- Электрическое зондирование
- Резонансно-акустическое профилирование (РАП)
- Разведочное бурение
Где находится подземная вода
Почвенная вода может накапливаться в водных бассейнах или протекать под поверхностью в виде подземных рек, ручьев. В зависимости от глубины залегания различают следующие типы пригодных для водозабора вод:
Верховодка. Средняя глубина залегания таких видов водных ресурсов около 5 м, иногда она может доходить до нескольких десятков метров. Формирование верхних водных бассейнов зависит от наличия и глубины залегания водоупорных глинистых пластов в грунте. Дождевая поверхностная вода, просачиваясь через почву, скапливается на глинистой подложке, водный объем постоянно пополняется внешними осадками. Если бассейн находится в низине, его ресурсы могут восполняться водой, просачивающейся через грунт от расположенных рядом озер или рек, стекающей по выше расположенным склонам.
Верховодка представляет собой смесь песка и глинистых частиц, поэтому обязательно нуждается в фильтрации. Для ее подъема в основном используют абиссинские скважины и колодцы, в последних она постепенно накапливается и фильтруется через песчано-гравийную засыпку.
Из-за небольшой глубины залегания напор водного потока в неглубоком источнике невысок, что способствует его низкому дебиту. То есть применение водозабора из верховодки не способно в полном объеме обеспечить водопотребление семьи из числа проживающих более одного человека.
К тому же небольшое расстояние от поверхности приводит к высокой вероятности загрязнения водного бассейна химически вредными веществами и органикой. Поэтому колодцы и абиссинки не рекомендуется устанавливать в городской черте или густонаселенных районах, они предпочтительнее для сельской местности или дач.
Еще один существенный недостаток верховодок — сильная зависимость дебита от времени года. Колодец и абиссинка могут пересыхать в засушливое лето и переполняться водой при весеннем паводке.
Рис. 2 Типы скважин
Грунтовые воды. Под землей до твердых известковых водонепроницаемых пород может находиться несколько глинистых водоупорных слоев.
Следующие за подложкой верховодки водоупоры также служат для накопления грунтовых вод. Водные массы попадают в них через разрывы и прогалины в выше расположенном глинистом слое, просачиваются из озер, рек, подземных ручьев. Глубина залегания первого от верховодки водного бассейна колеблется в диапазоне от 8 до десятков метров.
При проходке буровики могут столкнуться с несколькими водоносными бассейнами с грунтовыми водами. Водные массы в них представляют собой смесь песка и глины и находятся под более высоким давлением, чем верховодка. В эти бассейны монтируют скважины на песке с фильтрами, которые способны обеспечить водой для питья и хозяйственно-бытовых нужд среднестатистическую семью из нескольких человек.
Артезианские горизонты. Если пробурить грунт до самых нижних слоев, то после прохождения песчаных, глинистых пород, щебня, можно наткнутся на твердый известняк. Так как он является отличным водоупором, то протекающая по нему вода накапливается в больших объемах, благодаря чему артезианские источники считаются практически неисчерпаемыми.
Глубина залегания известняка может изменяться в широких пределах, примерно от 40 до 200 м. Из-за высокого давления толстого слоя грунта на водные массы вода из артезианок подается наверх под высоким давлением, а сами источники имеют большой дебит. Их часто используют для водообеспечения питьевой водой мелких и крупных поселков, городов.
Хотя артезианская вода отличается кристальной чистотой и не требует фильтрации из-за отсутствия в ее массе песчаных и глинистых отложений, высокое давление почвы способствуют накоплению в ней избыточного количества солей, оксидов металлов.
При водозаборе из артезианских источников частый гость в доме — установки для обезжелезивания и умягчения воды.
Водные ресурсы в скальных породах. В гористой местности вода может удерживаться практически на любых глубинах из-за препятствия ее проникновению вглубь почвы водонепроницаемых скальных пород.
Водные ресурсы в этих случаях располагаются в трещинах или ложбинах подземных скал и могут добываться из скважин неглубокого погружения. При этом вода из скальных источников отличаются высокой степенью чистоты и низкой минерализацией. Основные проблемы при ее добыче — трудность проходки при проведении буровых работ, сложность обнаружения бассейнов в узких щелях.
Рис. 3 Гидрогеологическая карта подземных вод
Как получить полезную для бурения информацию
Поиск глубинных водоносных бассейнов — важная и ответственная задача, от решения которой во многом зависит эффективность последующего водоснабжения частного дома, расход финансовых средств.
Если бурить самостоятельно или при помощи наемных работников в неверно указанной точке, можно понести существенные временные и финансовые потери, несоизмеримые с расходами на поиск месторасположения источника.
До того, как заняться поиском воды на участке, полезно выполнить определенные процедуры из следующего списка:
Читайте также: Анализ воды из скважины или колодца — как производится, требования к воде
Рис. 4 Пример схемы подземных вод
Как найти воду на участке для скважины народными методами
Существует масса различных народных методов нахождения воды, обладающих довольно сомнительной эффективностью и точностью. В первую очередь это связано с тем, что подземные водные горизонты занимают значительно большую площадь, чем территория конкретного участка в несколько десятков соток. В результате якобы точно найденное место под скважину может быть с таким же успехом перенесено в любую точку на частной территории. Поэтому основная задача кустарных народных способов — просто определить, есть ли вода на индивидуальном участке, а не точно указать, где бурить.
Еще одна важная отличительная особенность ненаучных методов поиска — определение месторасположения только верховодок для рытья колодцев, монтажа неглубоких абиссинских скважин.
Природные подсказки
О наличии верховодки на участке могут сигнализировать скопление во влажных местах насекомых, обильный рост влаголюбивой растительности.
В местах близкого размещения к поверхности верховодок хорошо растут солодка, осока, полынь, крапива. Среди деревьев влагу любят черемуха, береза, ива, черный тополь.
Также сама почва при близком расположении поверхностных, грунтовых вод реже нуждается в поливе, по утрам над ней стоит туман.
Если дом расположен в низине и вокруг него склоны, вероятность нахождения воды на участке намного выше.
Это интересно! Канализация на даче – варианты, схемы устройства и монтаж
Рис. 5 Таблица взаимосвязи вида растений с глубиной расположения водных бассейнов
Применение влагопоглощающих материалов
В старину для нахождения влажных участков в почве, сигнализирующих о проходящий под ней верховодке, высушивали горшок из глины, герметично его накрывали и ставили на землю. Если он интенсивно накапливал влагу, считалось, что здесь можно рыть колодец.
Сейчас применяют более усовершенствованную кустарную технологию. Берут хорошо высушенный горшок из глины, помещают в него поглотитель влаги (к примеру, силикагель) и взвешивают. После сосуд обворачивают тонкой тканью и опускают в грунт на глубину около 0,5 м. Через сутки горшок извлекают на поверхность и перевешивают. Чем больше разница в весе, тем ближе к верху земли расположена верховодка.
Лозоходство
Для поиска вод издревле используют рамки из деревянных калиновых, лещинных, вербовых прутьев У-образной формы. Длину хлыстов берут равной 30 — 50 см, толщина основания составляет 8 — 12 мм.
Лозоходец держит рамку в руках, бродя по всему участку. Как только он натыкается на источник с поверхностной водой, прут начинает совершать интенсивные колебательное движения вверх-вниз.
Стоит отметить, что лоза при поиске должна быть свежей и использована в течение одних-двух суток.
Эффективность обросшего легендами и столь популярного в народе лозоходства по поиску подземных вод – 50%, и это признают сами фирмы, рекламирующие услуги ходоков с лозой. То есть успех лозы – это скорее случайность, чем сколь-нибудь эффективный поисковый метод.
Рис. 6 Как найти воду на участке для скважины при помощи лозы и рамок
Локационные рамки
Рамки делают из кусков толстой металлической проволоки, изогнутых под прямым углом. Многие используют для этих целей злектросварочные электроды.
Один участок электродов примерно 10 см длины изгибают под углом в 90 градусов и помещают в оболочку из дерева или пластика с таким расчетом, чтобы он при удержании в руке он мог свободно в ней вращаться.
Держателем может быть корпус шариковой ручки или ветка дерева с высверленной сердцевиной.
Если рамку делают из алюминия, стали или меди, диаметр проволоки берут 2 — 5 мм, длину прямого участка 30 — 35 см и ручки 10 — 13 см.
При поиске локти плотно прижимают к бокам и ходят по участку, следя, чтобы рамки могли свободно вращаться в руках.
Место, где отрезки проволоки или электродов пересекутся (это легко случайно сделать при их наклоне), будет свидетельствовать о нахождении там источника воды.
Понятно, что достоверность такого метода геолокации – 50 на 50%.
Рис. 7 Нахождение глубины колодца по компасу
Определение глубины залегания
После найденного места для рытья колодца, абиссинки, полезно определить и глубину залегания водного горизонта.
Для этого в землю вбивают кусок арматуры или стальной прут длиной около метра, и прикладывают к его нижней части механический компас, запоминают положение стрелки (она показывает на прут). Затем медленно поднимают компас вверх вдоль штыря. Наносят на пруте метку мелом в точке, где стрелка поворачивается на 180 градусов. Измеряют расстояние от низа штыря до метки. Если оно равно, к примеру, 60 см, то при умножении его на 10 получают искомую глубину выкапываемого колодца в 6 м.
Стоит отметить, что похожая идея использовать вместо механического компаса сотовый телефон с геолокацией не имеет никакого логического объяснения, хотя некоторые пользователи демонстрируют в сети подобное видео.
Также шаманством попахивает способ, как узнать глубину залегания источника по пруту или куску электрода, при помощи которого ранее пытались искать воду.
Данная методика состоит в том, что прут помещают на лист бумаги, наносят вдоль него линию с сантиметровой разбивкой и ведут над стержнем золотое кольцо, подвешенное на нитке. Точка на сантиметровой шкале, в которой кольцо начнет совершать интенсивные колебательные движения, при умножении на 10 указывает глубину залегания найденного источника.
Читайте также: Подключение греющего кабеля для обогрева загородных коммуникаций
Рис. 8 Как найти воду на участке для скважины с помощью прибора Электротест-2Рм
Как найти воду на участке для скважины научными способами
Стоит ли доверять народным способам поиска воды — это конкретное решение отдельно взятого человека, часто зависящее от уровня его интеллекта и образования. В любом случае эти проверенные предками методы более пригодны для поиска верховодок с дальнейшим рытьем колодцев, чем в нахождении глубинных водных бассейнов для скважинного бурения.
Электрическое зондирование
Электрозондирование — это геофизический метод определения месторасположения водного источника, носящий научное название ЕП — естественное поле. В основу его принципа действия положен физический закон разной электрической проводимости тел.
То есть сухой грунт обладает малой электропроводностью, но если он насыщен влагой или водный бассейн находится рядом, общая проводимость участка повышается. Разбив исследуемую территорию на сетку с определенным размером ячеек и измерив потенциал в каждой точке, можно с высокой точностью определить место для бурения скважины по более низкому сопротивлению.
Рис. 9 Процедура зондирования
Для исследований берут портативный компьютеризированный электроразведочный прибор Электротест-2Рм. Его устанавливают по центру участка и заземляют в этой точке нулевой электрод.
В качестве электродов используют не электризующиеся сульфатные стержни из меди, которые помещены в раствор медного купороса. Это предохраняет их от накопления статического электричества и поверхностного потенциала грунта.
Второй стержневой электрод, припаянный к питающему кабелю на катушке, длина которого может достигать 500 м, служит для прохождения по сетке территории. Специалист втыкает в землю стержень с шагом 2 х 2 м по всей площади участка, а второй работник вносит в компьютер данные измеренного потенциала. После компьютерной обработки снятых показаний программа выводит на экран карту потенциалов естественного поля (ЕП). В ней участки с низкой электропроводимостью синего цвета (рис. 10) указывают на вероятное расположение водных бассейнов.
Рис. 10 Отображение на экране дисплея снятых с зонда показаний (синие пятна – водяные линзы)
Резонансно-акустическое профилирование (РАП)
Тот же геологический электроразведочный прибор Электротест-2Рм позволяет определить глубину залегания водных бассейнов.
Для этого в землю в нескольких местах по всему участку вбивают короткий стержень с грузом (датчик), подключенный электрическим кабелем к прибору (сейсмоприемнику), и ударяют по почве рядом с ним молотком. На экране отображаются снятые акустические показания обратной ударной волны.
На участках, где отсутствует вода, эта синусоида затухающей формы. Там, где расположены водные бассейны, форма синусоиды изменена отдельными пиками (всплесками). Сам прибор из синусоиды выделяет резонансные частоты, которые у водных бассейнов отличаются от общей структуры почвы (имеют более высокую частоту).
Рис. 11 Этапы проведения профилирования (РАП)
Замеры производят по двум перекрещенным профилям Пр1 и Пр2 (рис. 12 слева). Одна из линий находится вдоль предполагаемого размещения водного бассейна, а вторая перпендикулярно пересекает первую.
После проведения процедуры резонансно-акустического профилирования на экран компьютера выводится график. В нем по вертикали располагается шкала глубин, а голубые пятна на желтом фоне указывают наличие водных бассейнов в грунте (рис. 12 справа).
Для лучшей визуализации на компьютере программно можно задавать разный шаг шкалы глубин.
Стоит отметить, что точность определения нахождения и глубины залегания водоносных горизонтов для скважин при использовании описанных научных методик составляет 97 — 99%.
Рис. 12 Справа отображение замеров РАП на экране дисплея (синие пятна – водные бассейны, шкала слева – глубина их залегания в метрах)
Разведочное бурение
Геологическая разведка бурением, пожалуй, самый точный способ как определить место, где расположен подземный водный бассейн. Помимо определения глубины залегания водяного горизонта, с ее помощью также можно определить дебит источника, проверить химический состав воды, взяв пробы для лабораторного анализа.
Для проведения геологической разведки пользуются услугами государственных организаций и коммерческих фирм, занимающихся бурением скважин. На одном участке может быть пробурено несколько разведывательных скважин.
Рис. 13 Применение для бурения малогабаритных установок
Стоит отметить, что разведывательное бурение в силу высокой стоимости проводимых работ практически не применяется при индивидуальном скважинном водоснабжении. Да и по логике рациональнее сразу бурить скважину под воду для водоснабжения на своем участке. В подавляющем большинстве случаев бурение без разведки гарантирует положительный результатом в силу того, что вода есть всегда, но не ясно, на какой глубине.
Польза разведочного бурения может быть только при рытье колодцев, стоимость монтажа которых намного превышает геологоразведку. В этом случае часто используют малогабаритные установки с небольшими глубинами проходки. При желании можно провести геологоразведку своими руками, сделав шнековый бур и ряд штанг с резьбой или замками для его опускания на большие глубины.
Рис. 14 Бурение вручную и при помощи электрооборудования
Стоит отметить, что поиск воды для скважины любыми народными методами с целью глубинного бурения — это тыканье пальцем в небо с непредсказуемыми результатами. Они не идут ни в какое сравнение с научными методиками резонансно-акустического профилирования и электрического зондирования, выдающих результат с погрешностью около 2%.
