Колодцы и скважины очень важны для всех обществ. Во многих местах колодцы обеспечивают надежный и достаточный запас воды для бытовых нужд, ирригации и промышленности. В тех местах, где мало поверхностных вод, например, в пустынях, люди не смогли бы выжить и вести любую деятельность без грунтовых вод, поэтому люди используют колодцы, чтобы добывать подземные воды необходимые для их жизни.
Скважины подземных вод
Есть большая вероятность, что обычный человек, которому приходилось копать колодец в Древнем Египте, скорее всего, делал эту работу своими руками, лопатой и ведром. Он продолжал копать, пока не достиг бы уровня грунтовых вод, где все пространство между камнями и кусками грязи заполнено водой, и тогда вода заполняла дно ямы.
Некоторые колодцы до сих пор копают вручную, тем не менее сейчас доступны более современные методы. Оборудование для обустройства колодцев, бурения и водоснабжения можно приобрести в интернет-магазине Мир Бурения – в котором представлены товары для водоснабжения, оборудование для бурения которое помогают собственникам частных домов и промышленных производств поднять воду из недр и доставить ее до источника.
Какие бывают виды колодцев
Рытье колодца вручную сегодня устаревший метод, сейчас автоматизированные методы бурения заменяют методы ручного труда. Современные скважины чаще бурят с помощью автомобильной буровой установки. Тем не менее, есть много способов установить колодец — вот некоторые из распространенных методов.
КОРПУСНЫЕ КОЛОДЦЫ
Копание земли лопатой и киркой — один из традиционных способов вырыть колодец. Если земля мягкая, а уровень грунтовых вод неглубокий, можно использовать такие вырытые колодцы. Исторически сложилось так, что выкопанные колодцы копались вручную лопатой ниже уровня грунтовых вод до тех пор, пока поступающая вода не превышала скорость черпания землекопа. Колодец был выложен камнями, кирпичом, черепицей или другим материалом, чтобы предотвратить обрушение, и был закрыт колпаком из дерева, камня или бетона. Их нельзя выкопать намного глубже уровня грунтовых вод — так же, как нельзя выкопать очень глубокую яму на пляже… она постоянно наполняется водой!
Вырытые и пробуренные колодцы имеют большой диаметр и обнажают большую площадь водоносного горизонта. Эти скважины могут получать воду из менее проницаемых материалов, таких как очень мелкий песок, ил или глина. Некоторые недостатки этого типа колодцев заключаются в том, что они неглубокие и не имеют сплошной обсадной колонны, что делает их подверженными загрязнению из близлежащих поверхностных источников, и они пересыхают в периоды засухи, если уровень грунтовых вод опускается ниже дна колодца.
ЗАБОРНЫЕ СКВАЖИНЫ
Забивные скважины все еще распространены сегодня. Их строят, вбивая трубу небольшого диаметра в мягкую землю, такую как песок или гравий. К низу трубы обычно прикрепляют сетку для фильтрации песка и других частиц. Проблемы? Они могут использовать воду только на мелководье, и, поскольку источник воды находится очень близко к поверхности, может произойти загрязнение поверхностными стоками
БУРЕНИЕ СКВАЖИН
Большинство современных скважин бурят, для чего требуется достаточно сложная и дорогая буровая установка. Буровые установки часто устанавливаются на большие грузовики. Они используют роторные буровые долота, которые разгрызают камень, ударные долота, которые разбивают камень, или, если грунт мягкий, большие шнековые долота. Пробуренные скважины могут быть пробурены на глубину более 1000 футов. Часто насос помещают в колодец на некоторой глубине, чтобы вытолкнуть воду на поверхность. Скважины и откачка
Уровень воды в колодцах
Пользователям подземных вод стало бы легче, если бы уровень воды в водоносном горизонте , питающем их колодец, всегда оставался одинаковым. Сезонные колебания количества осадков и случайные засухи влияют на «высоту» уровня подземных вод. Забор воды из колодца приводит к снижению уровня воды вокруг колодца. Уровень воды в колодце также может быть понижен, если другие колодцы рядом с ним забирают воду. Когда уровень воды упадет ниже уровня водозаборов насосов, тогда скважины начнут качать воздух — они «высохнут».
Откачка колодца снижает уровень воды вокруг колодца, образуя конус депрессии на уровне грунтовых вод. Если конус депрессии распространяется на другие близлежащие колодцы, уровень воды в этих колодцах будет понижен. Конус развивается как в мелководных, так и в более глубоких системах напорных водоносных горизонтов. В более глубокой системе замкнутого водоносного горизонта на конус депрессии указывает снижение давления, и конус распространяется на гораздо большую площадь, чем в системе с грунтовыми водами. При заданной скорости отбора конус депрессии простирается глубже в низкодебитных водоносных горизонтах, чем в высокодебитных.
Несмотря на то, что вода присутствует на некоторой глубине почти в любом месте, успех получения достаточного внутреннего запаса (обычно 20 литров в минуту) воды из колодца зависит от проницаемости породы. Там, где проницаемые материалы находятся вблизи поверхности земли, может быть достаточно неглубокой скважины. В других местах, например, там, где глинистый материал находится непосредственно над коренной породой, может потребоваться глубокая скважина, уходящая в коренную породу.
Частные скважины
Многие люди в Украине и во всем мире снабжают свои дома водой самостоятельно, часто в более сельских районах, где нет крупных систем центрального водоснабжения для подачи воды. Вот базовая диаграмма, показывающая, как функционируют эти скважины. Хотя на этой диаграмме показан один дом, большие колодцы, которые снабжают водой большее количество потребителей, в целом работают одинаково.
Схема работы типичной домашней водопроводной скважины
КАКИЕ У КОЛОДЦА КОМПОНЕНТЫ
Ниже мы приводим описания основных компонентов, которые можно найти в частном колодце.
- Обсадная труба представляет собой трубчатую конструкцию, помещаемую в скважину для обеспечения прохода скважины от целевых грунтовых вод к поверхности. Наряду с цементным раствором обсадная труба удерживает грязь и избыток воды в колодце. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой. В некоторых штатах и местных органах власти действуют законы, требующие минимальной длины корпуса. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Местная геология часто диктует, какой тип обсадной трубы можно использовать.
- Крышки колодца устанавливаются поверх обсадной трубы колодца, чтобы предотвратить попадание мусора, насекомых или мелких животных в колодец. Крышки колодцев обычно изготавливаются из алюминия или пластика. Они включают в себя вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
- К нижней части обсадной колонны прикрепляются экраны скважины , чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в скважину. Наиболее распространенными скважинными фильтрами являются сплошные щелевые, щелевые трубы и перфорированные трубы.
- Адаптер без приямка — это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода поступает на поверхность, оставаться ниже линии промерзания. Обеспечивает сохранение санитарной и морозостойкой герметизации.
- Струйные насосы — это наиболее часто используемые насосы для неглубоких скважин (глубина 25 футов или менее). Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из скважины.
- Погружные насосы являются наиболее часто используемыми насосами для глубоких частных колодцев. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.