Способы поиска подземных вод для бурения скважины: подробный обзор

Создание скважины на земельном участке позволяет его владельцам обеспечить себя необходимым запасом воды, используемой как для личных нужд, так и для полива. Наличие собственного источника воды дает возможность построить независимую систему водоснабжения. Однако нередко бурение оказывается неэффективным, и поэтому возникает вопрос: как избежать нецелевого расходования средств? Ведь за работы буровиков все равно придется платить, даже если вода не будет найдена.

В данной статье мы подробно рассмотрим, как правильно осуществить поиск воды для бурения скважины. Мы познакомим вас с разнообразными методами, которые применяются для выявления подземных вод. Будут представлены как промышленные технологии, так и народные способы обнаружения водоносных слоев.

Чтобы лучше понять рассматриваемую тему, мы собрали и систематизировали важную информацию из различных источников. Включенные материалы сопровождаются изображениями, графиками и видеороликами.

Основные виды подземных вод

Перед тем как начинать поиск воды для скважины, стоит определить наличие подземных водных ресурсов и выяснить, на какой глубине расположен водоносный горизонт на выбранной территории.

Подземные воды делятся на три основных типа в зависимости от их расположения и глубины:

• Верховодка – располагается на глубине 2-5 метров от поверхности земли. Этот тип воды образуется в результате фильтрации дождевых осадков. Из-за его небольшой глубины уровень воды может колебаться: он увеличивается после дождей и уменьшается в сухой период.
• Грунтовые воды – водоносные горизонты, находящиеся на глубинах около 8-40 метров от поверхности. Они защищены от сезонных колебаний несколькими слоями пород и иногда появляются на поверхности в виде родников, предоставляя чистую и вкусную воду.
• Артезианские воды – обычно располагаются на глубине более 40 метров. Они часто встречаются в трещинах известняковых пород и характеризуются высоким содержанием минеральных солей и отсутствием глинистых частиц. Дебит артезианских скважин, как правило, остается стабильным.

Ключевыми аспектами являются как количественные, так и качественные характеристики водоносного слоя.

Стратосфера земли состоит из разных пород, часть из которых предотвращает проникновение воды (водоупорные), а другие, наоборот, образуют водоносные горизонты.

При поиске источника воды для бурения можно применить различные методы, от простых, основанных на подручных средствах, до современных технологий. Однако чаще всего гидрогеологи прибегают к предварительной разведке с целью поиска водоносного слоя и определения его глубины.

Для достижения качественного источника, который сможет обеспечить чистой водой, необходимо пробурить достаточно глубокую скважину.

Предварительное исследование водоносного горизонта

Для нахождения водоносного горизонта наиболее эффективно провести инженерно-геологическое исследование. Наиболее полную картину можно получить, изучив геологический разрез, который отображает структуру и последовательность слоев над месторождением.

В процессе предварительной разведки решаются две основные задачи:

1. Оценка гидрогеологических условий на данном участке.
2. Проведение качественной и количественной оценки доступных источников.

Данные исследования проводятся специализированными организациями в области инженерной геологии и гидрогеологии, которые также занимаются бурением скважин.

На основании результатов предварительной разведки определяются размеры водоносного горизонта, условия эксплуатации источника и возможность удовлетворения заявленной потребности в воде.

На наиболее перспективных участках для бурения водозаборных скважин, определенных в результате предварительной разведки, дополнительно изучаются инженерно-геологические условия: сжимаемость почвы, вероятность обрушений, категории буримости вскрываемых пород и их устойчивость.

Также может применяться крупномасштабная гидрогеологическая съемка, в ходе которой картируются водоносные горизонты, а также определяется состав и запасы подземных вод. По полученным данным можно оценить целесообразность бурения скважины и выяснить, на какой глубине расположена вода.

В районах с хорошей изученностью, где уже имеется опыт эксплуатации подземных источников, запас воды может оцениваться по категориям достоверности С₂. Перспективные запасы этой категории рассчитываются на основе геологических и геофизических данных, касающихся аналогичных месторождений.

Используя садовый бур, который можно наращивать, прибавляя отрезки стальной трубы, вы сможете самостоятельно пробурить разведочную скважину.

Тем не менее, самые точные данные можно получить, обратившись в компании, проводившие инженерно-геологические исследования в данном районе.

Информацию о расположении грунтовых вод, а также физико-механических свойствах пород, расположенных над и под водоносным слоем, можно получить в строительных организациях, осуществлявших разведочные работы перед реализацией проектов строительства.

Целенаправленный поиск геологоразведки перед бурением водяной скважины не всегда оправдан. Обычно скважину бурят сразу, чтобы избежать дополнительных расходов на разработку одного и того же источника.

Метод электрического зондирования

Для выявления перспективных участков на наличие воды часто применяется метод электрического зондирования. Он основан на вертикальном зондировании грунта с учетом различий в удельном электрическом сопротивлении пород и подземных вод.

Например, насыщенные влагой грунты характеризуются более низким электрическим сопротивлением по сравнению с минеральными, как правило, сухими породами.

При помощи токовых регистраторов можно определить сопротивление на разных горизонтах, выделяя области со слоями подземных вод.

Однако есть один недостаток данного метода: в случае обнаружения в грунте железнорудных залежей или близкого расположения металлических конструкций существует вероятность погрешности в расчетах.

Сейсмическая разведка

Метод сейсмической разведки основывается на измерении кинематики сейсмических волн. С помощью соответствующих приборов выявляются места с повышенным сейсмическим фоном, который достигает частоты от 4 до 15 Гц.

Смысл сейсмической разведки заключается в том, что сначала проводятся измерения на территории, близкой к искомым подземным водам с аналогичной геологической структурой.

Сформированные вниз волны, достигнув слоев другой плотности, отражаются подобно эху. Затем, спустя час, выполняются те же измерения на искомом участке.

Глубина отражающего слоя определяется на основании данных сейсмоприемников. Повышение уровня сейсмического фона в исследуемых местах в 5-10 раз указывает на наличие артезианских вод.

Частоты в диапазоне 4-15 Гц, превышающие естественный уровень фона, возникают благодаря тому, что водонасыщенные коллекторы обеспечивают более плотную среду для прохождения звуковых волн.

При прохождении акустических волн через жидкости с высокой плотностью наблюдается переход к высоким частотам.

Бурение разведочных скважин

Этот подход позволяет наиболее точно определить геологические образования на рассматриваемой территории. Однако из-за значительных финансовых затрат его применяют только в тех случаях, когда планируется обустройство крупного водозабора, предназначенного для нескольких домов.

Для повышения достоверности исследования в данной зоне бурится от двух до трех разведочных скважин.

Среди специалистов выделяют три метода разведочного бурения:

• Колонковый – используется для бурения на большую глубину. Принцип работы заключается в том, что вращающаяся колонковая труба, в конце которой расположена буровая коронка, разрезает породу. Затем разрушенная порода под давлением раствора или сжатого воздуха выталкивается на поверхность.
• Роторный – основан на передачи вращения на буровую колонну через ротор на поверхности. Этот метод требует промывки забоя породы специальным раствором или простой водой.
• Ударно-канатный – осуществляется путем разрушения породы падающим буровым снарядом, прикрепленным к канату. Инструмент отделяет породу и измельчает грунт, после чего с помощью желонки извлекает его на поверхность.

Выбор метода бурения и типа бурового снаряда зависит от характеристик породы, глубины залегания пласта и финансовых возможностей клиента. Наиболее быстрой и производительной по бурению остаются роторные методы.

Стоимость разведочной скважины можно рассчитать, умножив цену одного погонного метра на глубину скважины. Итоговая сумма зависит от сложности бурения, диаметра скважины и необходимости использования обсадных труб.

Гидрогеологические данные, полученные в ходе бурения, учитываются для составления прогнозной оценки будущих участков. Это позволяет проанализировать изменение свойств водоносных пород в вертикальном разрезе.

Самостоятельное бурение скважины

Однако процесс бурения разведочных скважин является достаточно затратным методом. Не все владельцы земельных участков могут его себе позволить. В качестве варианта, можно попробовать выполнить пробное бурение самостоятельно, используя шнековый метод.

Этот подход схож с тем, как делают отверстия в льду в зимний период для рыбалки. Специальная винтообразная конструкция просто ввинчивается в землю. Когда инструмент извлекается, лопасти шнека поднимают с собой размельчённый грунт.

Шнековое бурение подразумевает расслоение почвы и внедрение в неё долота, с помощью которого происходит выемка земли.

Для выполнения работ потребуется шнек с лопастями, оснащённый буровой головкой. Такой инструмент можно найти в любом строительном магазине. В комплект к нему входят наборные штанги, которые удобно использовать для удлинения конструкции по мере углубления в почву.

Порядок выполнения работ следующий:

1. На выбранном участке выкапывают направляющую яму глубиной 60-80 см.
2. Шнек помещают в яму и начинают его вращать, углубляя буровую головку.
3. Когда винтовой стержень достигнет глубины 1-2 метра, инструмент извлекают, убирая разрыхлённую землю. Важно следить за вертикальностью бурения по мере продвижения конструкции.
4. Когда шнек оказывается на глубине, при работе с инструментом становится неудобно, его удлиняют буровой штангой. В процессе бурения под действием центробежной силы происходит укрепление стенок скважины.
5. Бурение продолжается, пока винтовой стержень не достигнет водоносного горизонта.

Извлечённый грунт поднимается на поверхность с помощью того же шнека, представляющего собой единый винтовой транспортер. При этом грунт, выносимый наружу, за счёт трения укрепляет стенки скважины, что позволяет сократить затраты при бурении в пластичных грунтах, ведь нет необходимости использовать обсадные трубы.

Тем не менее, стоит помнить, что шнековый метод эффективен лишь в том случае, если подземные воды залегают не глубже 50 метров, а породы являются пластичными и рыхлыми.

Народные способы поиска водоносных горизонтов

Попробовать самостоятельно провести исследование по поиску водоносного горизонта для бурения неглубокой скважины, можно даже в тех регионах, где нет явных ориентиров.

Поиск по природным признакам

Наличие водоносной жилы может указывать на себя:

• Наблюдение за поведением животных и насекомых. Например, столбы мошкары формируются в местах, где есть источник воды, а рыжие муравьи избегают этих участков.
• Обилие влаголюбивых растений в окрестностях.

Крапива, хвощ, осока, щавель и камыш могут служить индикаторами близости подземных вод среди травянистых растений. Такие деревья, как черемуха, ива, береза, черный тополь и сарсазан указывают на то, что вода может залегать на глубине до 7 метров.

В жаркий день животные, в поисках прохлады, начинают рыть землю в местах, где подземные воды находятся близко к поверхности.

Подземные источники характеризуются повышенной влажностью, которая испаряется, образуя утренние туманы, так что стоит наблюдать за местностью.

Также стоит учитывать рельеф. Заметно, что водоносные слои обычно располагаются горизонтально, из-за чего вероятность их нахождения выше в низинах.

Метод биолокационных рамок

Не теряет актуальности и традиционный метод, основанный на биолокационном эффекте, когда человек реагирует на наличие воды и других объектов, создающих неоднородности в земле.

При поиске воды для буровой скважины с помощью биолокации используется проволочная рамка или ветка с развилкой, которую держит оператор. Она может обнаружить водоносный пласт, даже если между ним и рамкой находится слой грунта.

Биолокация – это способность рамок двигаться под воздействием внешних факторов, таких как вибрация и сближение над местами, где имеется источник воды.

Для создания биолокационных рамок можно использовать алюминиевую, стальную или медную проволоку диаметром от 2 до 5 мм. Концы отрезков проволоки длиной 40-50 см загибают под прямым углом, формируя Г-образную конструкцию. Длина чувствительного плеча должна составлять 30-35 см, а длина рукояток — 10-15 см.

Задача оператора состоит в том, чтобы обеспечить свободное движение «инструмента». Для удобства на загнутые концы проволоки надеваются деревянные ручки.

В руках, согнутых под прямым углом, инструмент нужно немного наклонить от себя, чтобы проволочные стержни стали продолжением рук.

Для достижения результата необходимо сосредоточиться и четко определить задачу. Затем нужно медленно двигаться по участку, наблюдая за вращением рамок.

В том месте, где скрыты подземные воды, стержни рамки скрестятся. Оператор должен отметить это место и продолжить исследование, двигаясь перпендикулярно к первоначальной линии. Точка пересечения найденных отметок и будет местом расположения источника.

Биолокационные рамки соединятся в точке, где проходят водоносные жилы.

Считается, что оптимальное время для биолокации — летний период и начало осени. Наилучшие часы для поиска:

• с 5 до 6 утра;
• с 16 до 17 вечера;
• с 20 до 21 ночи;
• с 24 до 1 часа ночи.

Г-образные рамки удобно использовать в полевых условиях, однако отсутствие ветра также обязательно. Для эффективного использования инструмента необходим опыт, так как отклонение рамки может зависеть от эмоционального состояния оператора.

Из-за этого прежде чем работать с рамками, желательно избегать употребления алкоголя. Перед началом поиска нужно научиться работать с биолокатором и «слышать» его, чтобы не отвлекаться во время поиска на наличие закрытых водопроводов на участке.

Важно помнить, что народные методы не дают 100% уверенности в результате. Даже при успешном исходе всегда есть риск низкой производительности водозаборной скважины.

Заключение и полезные видео по теме

Рекомендации для новичков, как выбрать место для бурения скважины и самостоятельно её пробурить:

Разведочное бурение с использованием щупа:

К такому важному мероприятию, как поиск воды для скважины, следует подходить со всей серьезностью, используя современные методы разведки или доверив это профессионалам.

Хотите поделиться своим опытом выбора места для бурения скважины на своём участке или задать вопрос? Пожалуйста, оставляйте комментарии в разделе ниже. Здесь также можно обсудить вопросы с нами и другими посетителями сайта, если вы не согласны с представленной информацией.