Как работает скважина на воду: от бурения до подачи воды в дом

Скважина на воду работает как вертикальный канал между водоносным горизонтом и поверхностью земли. В обсадную трубу опускают погружной насос, который создаёт разрежение и поднимает воду вверх по трубопроводу в дом или на участок. Сама скважина не производит воду, она лишь даёт доступ к уже существующему подземному водоносному пласту.

Как устроена скважина

Скважина состоит из нескольких частей. Ствол — вертикальная выработка диаметром от 100 до 250 миллиметров, пробуренная до водоносного горизонта. Обсадная труба — стальная или пластиковая труба, вставленная в ствол и удерживающая его стенки от осыпания. В нижней части трубы, на уровне водоносного пласта, делают перфорацию или устанавливают фильтрующий элемент: он пропускает воду, но задерживает песок и мелкий гравий. Заканчивается конструкция оголовком на поверхности: герметичной крышкой с вводом для кабеля насоса и выходом напорной трубы.

В обсадной трубе ниже уровня воды устанавливают погружной центробежный насос: цилиндрический агрегат диаметром чуть меньше трубы. Двигатель и рабочая часть насоса герметично залиты в единый корпус из нержавеющей стали. Насос подвешен на нержавеющем или полипропиленовом трубопроводе, по которому вода поднимается наверх. Рядом идёт электрический кабель в водостойкой оболочке.

Водоносные горизонты: верховодка, песок и известняк

Глубина скважины определяется тем, до какого водоносного горизонта нужно добраться. Верховодка залегает на глубине 5–15 метров и формируется из просачивающихся атмосферных осадков. Её качество ненадёжно и сильно зависит от состояния почвы вокруг: паводок или ближайшая выгребная яма могут загрязнить горизонт. Для питьевого водоснабжения такой источник редко подходит без серьёзной фильтрации.

Межпластовые горизонты в песчаных отложениях залегают на глубине 20–50 метров. Вода там лучше защищена водоупорными слоями глины, и её качество стабильнее. Артезианские скважины уходят в трещиноватый известняк или другие скальные породы на глубину от 50 до 200 метров и более. Артезианская вода находится под давлением: в ряде случаев она самотёком поднимается выше уровня статического зеркала, а порой и выше поверхности земли. Такие скважины служат десятилетиями и дают стабильный дебит независимо от сезона.

Бурение и обустройство

Бурение выполняют роторным или ударно-канатным способом. Роторное бурение быстрее: буровая колонна вращается и дробит породу, шлам вымывается промывочной жидкостью или продувается сжатым воздухом. За одну смену бригада проходит 20–40 метров. После достижения водоносного горизонта в ствол опускают обсадные трубы, прокачивают скважину до чистой воды и отбирают пробу на химический и бактериологический анализ.

На поверхности устраивают кессон или приямок, то есть водонепроницаемую камеру вокруг оголовка скважины, где размещают гидроаккумулятор, реле давления и запорную арматуру. Гидроаккумулятор: стальной бак с резиновой мембраной, разделённой на воздушную и водяную камеры. Он сглаживает гидравлические удары при включении насоса, поддерживает давление в системе и сокращает количество запусков двигателя, что продлевает ресурс насоса.

Дебит скважины и его значение

Дебит скважины показывает, сколько воды она способна отдавать в единицу времени без снижения уровня ниже критической отметки. Измеряется в кубических метрах в час или в литрах в минуту. Для обычного дома на семью из 4 человек достаточно дебита 0,5–1 кубометра в час. Артезианские скважины могут давать 3–10 кубометров в час и выше.

Если насос откачивает воду быстрее, чем водоносный пласт успевает пополнять скважину, динамический уровень воды падает, насос начинает захватывать воздух и выходит из строя. Защита от работы всухую: обязательный элемент системы автоматики. Реле сухого хода отключает насос, когда уровень воды опускается до нижней границы датчика, и включает обратно после восстановления уровня. Правильно подобранный насос с дебитом, не превышающим производительность скважины, работает без аварий долгие годы.