Подземные воды в Московской области: особенности залегания и бурение скважин

Московская область имеет сложную гидрогеологическую структуру, что определяет особенности водоснабжения частных домов и дач. Глубина залегания водоносных горизонтов зависит от геологии конкретного района, типа грунта и рельефа местности.

Московская область имеет сложную гидрогеологическую структуру, что определяет особенности водоснабжения частных домов и дач. Глубина залегания водоносных горизонтов зависит от геологии конкретного района, типа грунта и рельефа местности. Понимание этих особенностей критично для успешного бурения скважин и организации автономной системы. Бурение скважин на воду Московская область можно на все виды по известняку, песку со всеми видами труб.

Подземные воды в Московской области формируются в нескольких водоносных слоях — песчаных и известняковых породах. Геологическая структура региона сформировалась около 100 тысяч лет назад во время ледникового периода. Ледник оставил характерный рельеф — холмы сложены глиной и суглинками. В глине подземные воды не накапливаются, поэтому водоносные горизонты находятся в песчаных прослойках и трещиноватых известняках.

Бурение в Сергиево-Посадском районе глубина залегания известняка достигает 120-220 метров, поскольку территория находится на траверсе Клин-Дмитров-Сергиев Посад — самом высоком месте области. Южнее, к Хотьково и Абрамцево, глубина залегания составляет 120-150 метров. В направлении Ярославской области известняк залегает на глубине 250+ метров, при этом качество ухудшается — там заканчивается зона пресных горизонтов.

Химический анализ обычно показывает превышение по железу (0,5-2,0 мг/л при норме 0,3 мг/л) и жесткости (4-8 мг-экв/л при норме до 7 мг-экв/л). Монтаж фильтров обезжелезивания и умягчения обязателен после бурения скважин.

Типы водоносных горизонтов и технические характеристики

Подземные воды в Московской области залегают в трех основных типах горизонтов. Известняк каменноугольного периода — самый глубокий и продуктивный слой. Глубина залегания известнякового горизонта составляет от 50 до 250 метров. Мощность пласта достигает 80-120 метров, коэффициент фильтрации 5-15 м/сутки.

Бурение скважин на известняк обеспечивает дебит 3-5 м³/час (72-120 м³/сутки), что достаточно для водоснабжения загородного дома площадью до 300 м², систем отопления и полива. Статический уровень устанавливается на глубине 20-40 метров, динамический при откачке — 35-60 метров. Срок эксплуатации артезианской скважины превышает 50 лет.

Песок меловой (сеноманский) залегает на глубине 40-80 метров. В поднятых частях Московской области встречается мощный песчаный горизонт мелового возраста. Мощность пласта достигает 15-25 метров, коэффициент фильтрации 8-25 м/сутки. Подземные воды в песчаных слоях обеспечивают дебит 1,5-3 м³/час (36-72 м³/сутки). Статический уровень устанавливается на глубине 10-25 метров, динамический — 20-40 метров.

Бурение скважин на песок требует высокой квалификации — меловой песок имеет мелкозернистую структуру (размер зерен 0,1-0,5 мм), рыхлость и склонность к обрушению стенок. В долинах крупных рек меловых песков практически не бывает. Там встречаются четвертичные межморенные пески на глубине залегания 15-20 метров — отдельные линзы мощностью 3-7 метров с дебитом 0,5-1,5 м³/час.

Верховодка и первые пески — неглубокие подземные воды на уровне 10-25 метров. Уровень колеблется в течение года — в паводок поднимается на 3-5 метров, летний период приводит к снижению на 2-4 метра. Глубина залегания изменяется, поэтому бурение скважин на первый горизонта рискованно.

Артезианская скважина: технология бурения на известняк

Артезианской скважины на известняк — самый надежный источник в Московской области. Глубина бурения варьируется от 50 до 250 метров. В Дмитровском, Сергиево-Посадском, Солнечногорском районах глубина залегания максимальная. В Домодедовском, Чеховском, Подольском — от 80 до 120 метров.

Технология бурения скважин предусматривает использование роторного метода с промывкой. Буровая установка развивает крутящий момент до 8000-12000 Нм. Бурение выполняется долотом диаметром 140-215 мм. Скорость проходки составляет 15-30 метров в смену в зависимости от твердости породы.

Обсадные трубы из НПВХ диаметром 125-133 мм устанавливаются на всю глубину до кровли известняка. Толщина стенки трубы НПВХ составляет 6-8 мм. Металлическая колонна диаметром 159 мм используется при сложных условиях — плывунах, валунах. Толщина стенки металлической трубы — 5-6 мм.

Конструкция включает обсадную колонну от поверхности до известняка, открытый ствол в известняке без обсадки, кондуктор диаметром 219-325 мм для прохождения верхних неустойчивых слоев грунта (глубина установки 5-15 метров). После бурения выполняется прокачка 6-12 часов для удаления буровой взвеси.

Технические параметры: глубина 50-250 метров, диаметр обсадной колонны 125-159 мм, дебит 3-5 м³/час, статический уровень 20-40 метров, динамический уровень 35-60 метров, понижение при откачке 15-25 метров, время восстановления 2-4 часа, срок эксплуатации более 50 лет.

Обустройство под ключ включает монтаж кессона диаметром 1000-1500 мм, глубиной 2000-2500 мм (ниже уровня промерзания грунта), установку оголовка герметичного с выходами под трубы и кабель, монтаж адаптера (альтернатива кессону) на глубине 1,8-2,2 метра.

Скважина на песок: особенности технологии

Подземные воды в песчаных горизонтах Московской области залегают на глубине 40-80 метров. Бурение скважин на песок технологически сложнее из-за особенностей породы — рыхлость, подвижность, склонность к обрушению стенок, наличие глинистых прослоек.

Технология предусматривает шнековое или роторное бурение. Шнековое применяется до глубины 50-60 метров. Диаметр шнека 150-200 мм, скорость проходки 20-40 метров в смену. Роторное бурение используется при глубине более 60 метров. Давление промывочной жидкости составляет 4-8 атмосфер.

Конструкция включает обсадную колонну из труб НПВХ диаметром 125 мм (толщина стенки 6 мм), фильтровую колонну длиной 2-4 метра, отстойник глубиной 0,5-1 метр ниже фильтра. Фильтр изготавливается из перфорированной трубы с сеткой из нержавеющей стали. Размер ячейки сетки 0,25-0,5 мм под гранулометрический состав песка.

Критический этап — установка фильтра в водонасыщенный горизонт. Фильтр должен перекрывать всю мощность пласта. После установки выполняется гравийная обсыпка фильтровой зоны (гравий фракцией 3-5 мм на высоту 1-1,5 метра).

Технические параметры: глубина 40-80 метров, диаметр 125 мм, длина фильтра 2-4 метра, дебит 1,5-3 м³/час, статический уровень 10-25 метров, динамический 20-40 метров, понижение 10-20 метров, время восстановления 1-3 часа, срок эксплуатации 25-30 лет.

Малогабаритной буровой установкой можно пробурить скважину на участке 3х4 метра. Высота мачты 4-6 метров, вес оборудования 800-1500 кг. Время бурения — 1-2 дня.

Особенности бурения в различных районах

Подземные воды в Московской области залегают на разной глубине. Сергиево-Посадский район находится на Клинско-Дмитровской гряде (высота 250-300 метров). Бурение скважин осложнено глубиной залегания известняка 120-220 метров и мощной толщей ледниковых отложений.

В Хотьково и Абрамцево глубина залегания известняка 120-150 метров. Имеются первые пески на 15-20 метров, вторые пески (меловые) на 40-60 метров. Мощность меловых песков достигает 20 метров, дебит скважин на песок до 3 м³/час.

Дмитровский, Солнечногорский, Клинский районы — глубина залегания известняка 150-200 метров. Бурение осложнено валунно-галечными отложениями на глубине 5-25 метров. Требуется металлический кондуктор диаметром 219-273 мм. Меловые пески на глубине 50-80 метров с мощностью 10-15 метров.

Красногорский, Истринский, Одинцовский районы — глубина залегания известняка 100-150 метров, меловых песков 45-70 метров. Грунты представлены моренными суглинками с прослоями песка.

Пушкинский, Щелковский, Мытищинский, Ногинский районы — глубина залегания известняка 80-130 метров, меловые пески 35-60 метров. Часто встречаются четвертичные межморенные пески на 18-25 метров.

Домодедовский, Чеховский, Подольский районы — глубина залегания известняка 80-120 метров, меловые пески 40-65 метров с мощностью 18-22 метров.

Волоколамский, Рузский, Можайский районы — известняк на 120-180 метров. Меловые пески встречаются не повсеместно, глубина 50-80 метров, мощность 8-15 метров.

Раменский, Воскресенский районы — известняк на 70-110 метров, меловые пески 35-55 метров. В долинах рек аллювиальные пески на 12-18 метров.

Ступинский, Луховицкий районы — известняк на 60-100 метров, меловые пески 30-50 метров. Самые экономичные условия для бурения в области.

Талдомский, Шатурский районы — глубина залегания известняка 150-250+ метров. Целесообразно бурение скважин на пески на глубине 60-120 метров.

Насосное оборудование и автоматика

После бурения скважин требуется установка насосного оборудования. Для артезианских скважин используются погружные центробежные насосы диаметром 3-4 дюйма (76-102 мм). Мощность насоса 0,75-1,5 кВт, производительность 3-5 м³/час, напор 50-80 метров. Установка выполняется на 5-10 метров ниже динамического уровня. Крепление тросом из нержавеющей стали диаметром 3-4 мм. Кабель КВВ сечением 3х1,5 мм² крепится хомутами через 1,5-2 метра.

Для скважин на песок применяются насосы диаметром 3 дюйма (76 мм), мощностью 0,55-1,1 кВт, производительностью 2-4 м³/час, напором 40-60 метров. Критична защита от сухого хода и попадания песка — встроенный обратный клапан, фильтр грубой очистки.

Система автоматики включает гидроаккумулятор объемом 50-100 литров, реле давления (включение 1,5-2,0 бар, выключение 2,8-3,5 бар), манометр, реле сухого хода, обратный клапан.

Монтаж системы включает прокладку трубы ПНД диаметром 32-40 мм от скважины к дому ниже глубины промерзания грунта (1,8-2,2 метра для Московской области).

Водоподготовка

Подземные воды в Московской области требуют обязательной водоподготовки. Типичный состав: железо 0,5-2,5 мг/л (норма 0,3 мг/л), жесткость 4-9 мг-экв/л (норма до 7 мг-экв/л), pH 6,5-7,5.

Система водоподготовки включает фильтр механической очистки (5-20 микрон), фильтр обезжелезивания с загрузкой на основе диоксида марганца, фильтр умягчения с ионообменной смолой, угольный фильтр для улучшения вкуса, УФ-стерилизатор 25-40 Вт (опционально).

Производительность системы 1,5-2,5 м³/час для дома на 4-6 человек. Регенерация автоматическая. Расход соли 3-5 кг на регенерацию (периодичность 5-10 дней). Замена угольной загрузки раз в 1-2 года, обезжелезивающей — раз в 3-5 лет.

Источник Discount-House

Дата публикации: 29/08/2023