Водопостачання зі свердловини

Водопостачання зі свердловини – один з найпоширеніших способів автономного водопостачання, що передбачає формування свердловини, встановлення кесона, монтаж трубопровідної магістралі і накопичувального бака. Кожен з цих етапів заслуговує більш докладного розгляду.

Підземні джерела води

До підземних відносяться всі джерела води, що знаходяться в верхній частині земної кори (до глибини 12-16 км) в рідкому, твердому і пароподібному станах. Всі підземні води в дійсності є розчинами. Їх якість залежить від глибини залягання, прилеглих порід і ряду інших факторів.

Найближче до поверхні знаходяться грунтові води або зона капілярних вод, яка утворюється за рахунок просочування води дощів, талих снігів і проникнення води з озер і річок. Грунтові води з глибиною залягання до 10 м можуть утворювати тимчасові зони скупчення, звані верховодка (рис. 1). У ряді випадків верховодка може мати глибину до 4 м. Рівень верховодки сильно коливається в залежності від сезону, як і її нестабільне якість – для питного водопостачання така вода непридатна. Однак верховодка цілком підійде для поливу городу, прибирання і подібних потреб.

Свердловина на воду

Більш стабільні водоносні шари являють собою грунтові води. Глибина їх залягання від декількох метрів від поверхні до декількох десятків. Саме їх в більшості випадків і використовують для влаштування автономного водопостачання.

Артезіанська вода – найбільш глибокі і давні водоноси. Глибина залягання артезіанських вод може перевищувати сотню метрів. Вода найчастіше придатна для питних цілей, але може бути надмірно жорсткою – утримувати в підвищених концентраціях іони кальцію (Ca2+) і магнію (Mg2+), може бути насиченою і іншими різними мінералами.

Воді, видобутої з автономного джерела, необхідно пройти цикл комплексних досліджень в СЕС або іншою акредитованою на проведення аналізу води організації. За результатами проведених аналізів роблять висновки про можливості її застосування у якості питної чи технічної. Організація, яка проводила аналіз води, може порекомендувати оптимальну схему очищення, якщо технічний варіант зможе після фільтрації придбати питну категорію.

Забивна свердловина

При наявності верховодки отримати воду для господарських потреб простіше і дешевше шляхом влаштування свердловини-голки, званої також абісінським колодязем. Він являє собою колону товстостінних труб ВГП Ø від 25 до 40 мм (рис. 2).

Забивна свердловина «абісінський колодязь»

Труби забиваються кувалдою і тому такі свердловини, згідно технології, ще називаються забивними. Обов’язкові елементи забивної свердловини – голко – і свердловинний фільтри. Оцинкована труба діаметром 1,5–2″ з нагвинченим фільтром забивається в грунт так, щоб він опинився нижче рівня грунтових вод. Бажано, щоб водоносний шар, з якого буде здійснюватися забір води, був би представлений середньозернистим піском або сумішшю щебеню та піску. Такий грунт добре пропускає воду, її легко буде відкачувати. Грунт вище водоносного шару повинен бути досить легко проходимим з допомогою забивної технології. Такі свердловини не можна влаштовувати у кам’яних породах.

Застосовується абісінський колодязь у тому випадку, якщо глибина розташування грунтових вод не перевищує 8 м. З більшої глибини підйом води за допомогою поверхневого насоса може виявитися проблематичним. Об’єм води в таких свердловинах зазвичай обмежений, і максимальний витрата складає не більше 1-2 м3/ч.

Для повноцінної системи автономного водопостачання, яка зможе забезпечити всі потреби у воді людей, що проживають в котеджі, або сезонно відвідують дачний будинок необхідно пробурити свердловину до більш глибоких і багатих ґрунтових піщаних або артезіанських водоносних шарів. Відповідно порід, до яких виробляють буріння свердловини називають піщаними або вапняковими.

Водопостачання з піщаної свердловини

Пристрій піщаної свердловини проводиться бурінням вглиб ґрунту на 10-50 м, поки не буде досягнутий піщаний водоносний шар – так зване, буріння «на пісок». Якість води в піщаній свердловині, як правило, краще, ніж в колодязях. Мінусом є мала продуктивність – 0,3–0,8 м3/ч. Підходить для водопостачання невеликих дачних будинків із середнім добовим витратою до 500 л. Можна виділити також інші переваги і недоліки піщаних свердловин.

Схема пристрою піщаної свердловини

Переваги піщаної свердловини

  • зводиться швидко
  • коштує недорого,
  • не потрібно задіяти спеціальну великогабаритну будівельну техніку
  • пристойна якість води без вмісту домішок заліза.

Недоліки піщаної свердловини

  • невеликий термін експлуатації до 10 років
  • швидке замулювання
  • періодична прокачування
  • скрутний ремонт

Артезіанська свердловина

Свердловина «на вапняк» – артезіанська і є самим оптимальним рішенням щодо забезпечення великого заміського будинку і ділянки водою. Глибина буріння 100-200 м. Буріння такої свердловини зазвичай займає один-два тижні. В деяких місцях вапнякові породи залягають ближче до поверхні. Забезпечує свердловина «на вапняк» в середньому 3-15 м3/год води (залежить від діаметру обсадної труби).

Переваги

  • відсутність замулювання, пересихання, додаткових фільтрів
  • тривала експлуатація до 50 років і більше
  • можливість водопостачання кількох будинків одночасно

Основний недолік водопостачання з артезіанської свердловини — дороге задоволення через дороговизну буріння та спецтехніки.

Система водопостачання зі свердловини

Для подальшого обслуговування свердловини і з’єднання її з трубою, підвідної воду до будинку, яка прокладається нижче глибини сезонного промерзання, свердловина обладнується кесоном – заглибленим герметичним оглядовим колодязем.

Схема водопостачання приватного будинку з свердловини

Система водопостачання зі свердловини зазвичай складається з насоса, заглибленого на певну глибину (погружний) або перебуває зовні (поверхневий), і накопичувального бака – гідроакумулятора, в який закачується вода, що надходить далі в водопровід і до точок розбору. Крім того, у систему входять необхідна автоматика і пульт управління.

Поверхневі самовсмоктуючі насоси оптимально використовувати для забору води якщо глибина до поверхні води в джерелі не перевищує 7 м, так як більшість з них призначено для закачування з глибини максимум – 8 м. Однак деякі сучасні моделі поверхневих насосів можуть піднімати воду з глибини 27 м. Перед запуском самовсмоктуючі насоси необхідно заповнювати водою (передбачено отвір з пробкою).

Якщо глибина свердловини перевищує 8 м зазвичай для забору води використовується занурювальний свердловинний насос, який підвішується в свердловині на тросі. Розрізняють занурювальні колодязні ы свердловинні насоси. Колодязні мають внутрішню сорочку охолодження двигуна і тому можуть розміщуватися в колодязі або свердловині великого діаметру. Свердловинні – не мають вбудованої сорочки охолодження, і тому місце їх експлуатації – свердловина відповідного діаметру.

По конструктивним особливостям – це динамічні насоси, з яких для забору води в умовах побутового автономного водопостачання зазвичай використовуються відцентрові (одноступінчаті і багатоступінчасті) і струменеві ежектори (діючі Jet-принципом).

Як гідроакумулятори в сучасних системах автономного водопостачання, як правило, застосовуються мембранні баки – гідропневмоакумулятори, що забезпечують тиск в трубопроводі після підйому води з свердловини.

Обладнання для насосної станції системи автономного водопостачання зі свердловини

Їх застосування дозволяє підтримувати необхідний тиск у трубопроводі, одночасно оберігаючи насос від занадто великого числа циклів включення/вимикання. У колодязних і свердловинних насосів є обмеження по кількості включень (зазвичай не більше 20 в годину). При запуску насоса виникає стрибок струму, при якому зношуються обмотки (руйнується ізоляцію між витками). Автоматичним засобом, що забезпечує включення і вимикання насоса, служить у такому випадку реле тиску, що встановлюється на виході з гідропневмоакумулятора. Чим більше обсяг накопичувального бака, тим менше буде потрібно включень.

В той же час продуктивність насоса і ємність гідроакумулятора підбираються за параметрами свердловини і планованої кількості споживаної води. Кожна точка водорозбору повинна забезпечувати приблизно 12-15 л/хв при середньому тиску 2-3 бару. При трьох одночасно працюючих точках насос повинен давати приблизно 45 л/хв при відповідному тиску (3 бари). Мінімальний обсяг гідроакумулятора для восьми точок розбору повинен становити 180-200 л (маса води до 200 кг). При необхідності можна встановлювати два або навіть три паралельно з’єднаних бака.

Водопостачання зі свердловини з використанням гідроакумулятора не тільки знижує частоту включення насоса, але і захищає систему водопостачання від гідроударів, а також дозволяє завжди мати в наявності певний запас води (наприклад, на випадок відключення електрики).

Пластиковий накопичувальний бак для води

В побутових системах водопостачання з відкритими баками засобом автоматизації, що включає і вимикає насос, може бути встановлений в такому гідроакумуляторі поплавковий вимикач.

Поплавковий кран на вході в накопичувальний бакЯкщо накопичувальну ємність в таких системах встановлюють всередині будинку, то бак розміщують зазвичай на горищі, рідше – в мансарді або на другому поверсі. Тиск води в трубопроводах в такому випадку створюється за рахунок сили тяжіння. Вода надходить до точок розбору самопливом. У такій системі може передбачатися як один, так і два гідроакумулятора – один для холодного, а другий для гарячого водопостачання.

Схема автономного водопостачання з двома накопичувальними баками при верхньому підключенні

Можливо і нижнє розташування накопичувальної ємності для води, коли її розміщують в підвалі або закопують у землю. Подача води з такого гідроакумулятора здійснюється за допомогою насосної станції, аналогічно водопостачання з колодязя невеликої глибини. Насосна станція повинна включати всі обов’язкові компоненти: насос (зручніше в даному випадку поверхневий), мембранний напірний бак (завдяки якому підтримується тиск в мережі і рідше відбуваються включення/вимикання насоса), автоматичне реле тиску.

Водопостачання зі свердловини – надійний і часто незамінний спосіб забезпечити в будинку воду.

Leave a Reply