Артезианский колодец принцип действия

Наша жизнь зависит от качества, количества потребляемой жидкости. Природные источники самые натуральные, полезные, безопасные. Сегодня найти их не проблема.

Там, где вода накапливается между двумя водонепроницаемыми слоями грунта, создается огромное давление. Если на этом месте пробурить колодец, вода под сильным напором начнет бить фонтаном. Подобный источник получил название артезианский колодец. Это устройство получили сегодня широкое распространение и популярность. Человек стремиться к экономии, долговечности, стабильности. Тут у него все получилось. Данный способ добычи бесценного дара природы стал автоматизированным, усовершенствованным и благонадежным. Принцип сообщающих сосудов является основополагающим и работает на благо людям.

Что нужно знать для правильного бурения и отчего зависит цена такой работы?

Обустроить артезианский колодец несложно. Основным вопросом является определение глубины залегания подземных истоков.

Условно выделяют три категории подземных вод:

Верховодка

Этот слой находится на небольшой глубине, около 4 метров. Выпадение атмосферных осадков обеспечивает наличие верховодки. Верхний слой грунтовых вод непригоден для питья. Процесс очистки слишком короткий, поэтому содержание бактерий и вредоносных микроорганизмов высок. Экологи бьют тревогу. Люди часто применяют ее для повседневных хлопот, рискуя своим здоровьем. Для полива, садовых работ она вполне годится.

Грунтовка

Грунтовый слой находится на большей глубине, до 40 метров, в водоносных слоях, отличающихся высокой плотностью. Глубина условна и может варьировать. Уровень грунтовых вод зависит от атмосферных осадков. В водоеме уровень воды тот же, что в грунте. Ее смело можно применять для бытовых целей. Для жителей сельских местностей колодец порой единственный источник добычи воды.

Артезианская

Обыкновенный колодец не может содержать воду нижних слоев. Такая вода пригодна для питья, но залегает на уровне 50-ти метров и даже больше. Артезианка — всегда под давлением. Самостоятельно вырыть такую скважину невозможно. В отличие от грунтовых вод, артезианские имеют отдельный источник питания, который берет свое начало за несколько километров. Это обеспечивает постоянный приток воды. Глубина скважины зависит от первых двух пунктов: насколько глубокими окажутся верховодка и грунтовка.

При бурении необходимо учитывать все факторы.

Понять, как же вода нижних слоев так стремительно поднимается, поможет физика, а именно ее закон о сообщающих сосудах. Согласно этому принципу вода под действием сильного давления поднимется вверх и образует фонтан. Подобные явления в природе не редкость.

Для бурения артезианского колодца в почву вводят трубу в вертикальном направлении. Затем из трубы вынимают грунт – это обеспечивает свободный выброс воды наружу. Благодаря давлению, наличие которого легко объяснить, зная законы физики, вода пробивается вверх. Труба вместе с оборудованием, обеспечивающим ее подачу, называется А.к. Диаметр трубы бывает разным. Все зависит от объема, который планируется получить. Такая труба получила называние обсадной. Раньше использовалась только стальная труба, но она неустойчива к коррозии, недолговечна. Современные технологии позволяют опускать внутрь обсадной колонны пластиковую трубу. Если диаметр обсадной трубы небольшой, то бурение происходит вручную. Большие водоемы требуют механического бурения с применением двигателей внутреннего сгорания. Обычно бурение осуществляется за несколько дней.

Механизм работы артезианского колодца:

• Специальный насос откачивает воду в накопительный бак
• Из бака вода подается в систему водоснабжения, что обеспечивает нормальную работу оборудования
• Как только уровень воды в гидроаккумуляторе падает, автоматика снова запускает насос и процесс повторяется.

Такое устройство надежно и долговечно.

Преимущества артезианского колодца:

Непрерывная подача воды

Артезианский колодец имеет непрерывный принцип действия. Работает насос 1 час или пять не имеет значения. Подача в этом случае будет одинаковой, давление останется неизменным. Человек может регулировать давление согласно своим требованиям. Времена года не влияют на уровень воды в водоеме. Нижний слой, по сравнению с песчаным, обильнее, запасы намного больше. Летняя жара, засуха редко влияют на уровень притока.

Срок эксплуатации скважины

Такое устройство способно работать от 20 до 40 лет. Все зависит от местности, скорости заиливания трубы и качества работы. Устранение неполадок способно продлить срок действия такой установки надолго.

Качество воды

Вода имеет стандарт «питьевая» и соответствует всем требуемым нормам. Она успевает пройти множество естественных способов фильтрации. Артезианка меньше подвержена влиянию микроорганизмов, минералов, бактерии. Ни один современный фильтр не способен очистить жидкость до кондиции подземных вод.

Недостатки артезианского колодца

Недостатков такого устройства немного:

Высокая стоимость

Цена — самый большой, значимый недостаток. Стоимость зависит от многих факторов: местность, время года, сроки. Бурение зимой будет стоить дешевле. Глубина может варьировать от 30 до 120 метров. Цена определяется стоимостью на метр работы. Перед началом работ, на месте будущей скважины, эксперт проводит анализ местности, определяет примерный объем и сложность работ.

Необходимость очистки от железа и солей

Подземные воды богаты минералами и солями. Уровень этих элементов может варьировать в зависимости от местности. По этой причине перед бурением делается анализ на определение количества минералов, солей, железа. Если уровень этих элементов окажется высок — устанавливается специальный фильтр, который приводит их содержание в норму.

Артезианские скважины — самые надежные, востребованные, современные источники водоснабжения для загородных домов, дач, поселков. Самостоятельно приступить к их бурению невозможно, нужны глубокие знания, коллективная работа, специальная техника. Физика — самый важный аспект. Недостаточные знания в этой области, могут превратить бурение в процесс опасный для жизни и здоровья. Большой опыт работы в данной области позволяет чаще прибегать к дарам природы, не нанося им вреда.

Советуем почитать: Артезианская скважина что это такое?

Артезианский колодец — настоящее спасение для обладателей дачных участков и загородных домов, куда невозможно провести стандартный водопровод. Однако просто вырыть скважину недостаточно: при бурении можно столкнуться со множеством подводных камней как в прямом, так и в переносном смысле. Тем не менее подземные источники обладают множеством преимуществ, по сравнению с обычной водной магистралью.

Обозначение термина

Что такое артезианская скважина? Нужно сделать краткий экскурс в историю. Причудливое название «артезианский» произошло от французской провинции «Артуа», где впервые был вырыт колодец в 1126 году.

Скважина — отверстие между двумя прилегающими водоносными слоями, которые обеспечивают давление и выход воды на поверхность. По этой причине первая артезианская скважина била из-под земли, подобно гейзеру. Обычно источник находится на глубине 25-400 м под особым известняком с пористой структурой или таким же пористым песчаником.

Так как артезианские воды проходят длительный путь на поверхность, обладатель скважины получает ее очищенной, а вся грязь остается на дне. При этом жидкость полностью сохраняет свои минеральные свойства.

Организация индивидуального водоснабжения дачников и владельцев загородных коттеджей часто ложится на их плечи. Артезианский колодец – самый производительный и эффективный вариант автономного источника воды. Глубина скважины достигает слоев, которые не зависят от сезонных колебаний уровня воды и других факторов. Бурение можно заказать специализированной компании или выполнить самостоятельно.

Особенности артезианской скважины

Название «артезианская вода» пошло от французской провинции Артуа, где в XII в. устраивались первые колодцы на глубинных горизонтах. Их особенность – нахождение между водоупорными слоями. При бурении скважины или шурфа жидкость поднимается выше кровли водоносного пласта. Вода изливается наружу, иногда над поверхностью земли может подниматься фонтан. Процесс обусловлен гидравлическим давлением, создающим напор.

Вода, находящаяся на уровне известняков, успевает хорошо очиститься, проходя многочисленные природные фильтры из песка и суглинка. Глубина источника составляет 50-250 м. Чтобы выяснить примерное залегание водоносных слоев в регионе, пользуются специальными картами, для более точной информации проводится пробное бурение.

Виды скважин водоснабжения

Внимание. В некоторых источниках вода может быть излишне минерализована, поэтому перед употреблением необходимо отдать жидкость на химический анализ.

Основа скважины – обсадная труба, конструкция защищает ствол от обрушения породы, а установленный в нижней части фильтр, избавляет от загрязнения. Чаще всего используются пластиковые или металлические трубы. Каждый материал имеет достоинства и недостатки: металл – подвергается коррозии, пластик может не выдержать давления грунта. Оптимальный вариант – выполнить наружную обсадную колонну из металла, а внутреннюю из пластика.

Производительность напорного источника составляет 5-10 м 3 /час, этот показатель значительно выше, чем у скважины на песок – 0,5-1,5 м 3 /час. За счет большого дебета происходит быстрое наполнение колодца.

Совет. Фильтр на обсадную колонну выбирается в зависимости от типа грунта. Для песчаной почвы – подойдет сетчатый, для каменистых пород – устанавливаются щелевые и дырчатые.

Принцип действия артезианского колодца

Грунтовые воды, скопившиеся между водоупорными пластами, при вскрытии верхнего слоя устремляются вверх по стволу. Действие артезианского колодца основано на принципе сообщающихся сосудов. Скважина функционирует при определенных условиях:

• колодец устраивается в низине;
• рыхлый пористый слой, насыщающийся жидкостью, зажат между двумя водонепроницаемыми пластами.

В замкнутом пространстве скапливается значительный объем воды, не имеющий выхода наружу. Искусственное отверстие, проделанное через несколько типов грунта, дает возможность воде подниматься на определенную высоту под действием давления.

Действие артезианского колодца

Поэтому, несмотря на значительную глубину колодца, водозабор осуществляется на более высоком уровне, обычно на песчаном горизонте. Величина подъема зависит от количества жидкости в подземном бассейне. В одних колодцах вода изливается фонтаном, а в других просто поднимается до половины скважины. После водозабора уровень восстанавливается самопроизвольно.

Совет. Производительность колодца пропорционально его диаметру и стоимости. Чем больше диаметр, тем существенней производительность скважины и выше стоимость работ по ее бурению.

Преимущества и недостатки артезианского колодца

Автономные скважины стали популярным способом наладить водоснабжение частного дома или небольшого поселка. Для их использования требуется специальное разрешение и финансовые вложения, но это не снижает спрос на индивидуальные источники напорного типа. Почему же они так популярны?

Преимущества:

1. Артезианский колодец обеспечит водой на срок до 50 лет. Этот показатель значительно превышает время эксплуатации абиссинского колодца и песчаной скважины.
2. Большой объем подземных вод создает высокий дебит скважины, позволяющий наладить водоснабжение нескольких домов.
3. Высокие качества воды, которая прошла многоуровневую фильтрацию. Глубина залегания исключает попадание в жидкость химикатов и канализационных стоков.

Артезианский колодец в разрезе

Недостатки:

1. Стоимость бурения артезианской скважины гораздо дороже, чем других вариантов водоснабжения.
2. На использование источника необходимо получить разрешение.
3. Если в воде растворено много минеральных веществ, она обладает лечебными свойствами, но не рекомендуется для ежедневного употребления. В таком случае придется установить фильтр для очистки от солей и железа.

Бурение артезианского колодца

Выбор способа бурения зависит от нескольких факторов:

• размер скважины – колодец небольшого диаметра можно бурить вручную.
• тип грунта;
• глубина водоносного горизонта.

При самостоятельно бурение артезианского колодца используют механическое устройство с треногой и обсадной трубой, имеющей специальную насадку. Для прохождения мягкого грунта берется винтообразный шнек, для твердого – долото. Прочные породы обычно проходят ударным способом бурения, используя металлический снаряд. Выбирание грунта из водоносного пласта производится желонкой.

Конструкция обсадной колонны

Обустройство скважины

Расстояние между обсадной колонной и скважиной бетонируют. Это мероприятие обеспечивает устойчивость конструкции и защищает трубу от попадания грунтовых вод. Существует несколько способов обустройства скважины:

1. Классическая однотрубная – колодец с одной металлической обсадной колонной.
2. Двойная обсадная труба – внутрь наружной металлической колонны диаметром 125 мм вводится пластиковая труба сечением 113 мм.
3. Монтаж кондуктора – металлическая труба, имеющая диаметр больше обсадной колонны устанавливается в верхней части для защиты от плывуна.
4. Телескопическая колонна – применяется для скважин большой глубины (150-200 м). В этом случае диаметр труб, надеваемых одна на другую, постепенно уменьшается. Самая большая устанавливается первой, в нее опускаются 2-3 отрезка меньшего диаметра.

Виды устройства скважин

После установки обсадной колонны с фильтром, выполняется промывание и раскачивание скважины. Из колодца откачивается вода, имеющая примеси песка и глины, до тех пор, пока жидкость не станет прозрачной.

Внимание. Эксплуатации скважины без хорошего фильтра будет недолговечной. Изготовить его можно самостоятельно, выполнив перфорацию нижнего участка обсадной трубы, и обмотав специальной сеткой.

Оборудование для артезианской скважины

Подача воды в систему водопровода осуществляется с помощью насосов. Это могут быть погружные или наружные модели. Верхняя часть скважины для безопасной круглогодичной эксплуатации оборудуется кессоном – камерой, защищающей оборудование и источник от замерзания. Верхний конец обсадной трубы закрывается оголовком. Для нормального функционирования системы водоснабжения требуется монтаж гидроаккумулятора и автоматики.

Оборудование для скважины

Артезианский колодец наиболее эффективный метод автономного водоснабжения. Он обеспечит владельцев чистой питьевой водой на долгие годы. Даже при интенсивной эксплуатации качество и объем воды останутся на высоком уровне.