Строительство скважин на воду
Процесс начинается с изучения земельного участка с целью определения местоположения и глубины залегания водоносных пород. С начала 20-х годов прошлого века геофизические исследования активно используются для изучения подземных вод и поиска подходящих мест для инженерных сооружений. Если речь идет о поиске воды, этап разведки играет ключевую роль.
В статье мастер сантехник рассмотрит, основные методы геофизических исследований.
Где скапливаются подземные воды
Прежде, чем приступать к поискам, стоит немного больше узнать о грунтовых водах. Влага под землей скапливается внутри так называемых водоносных слоев в результате фильтрации атмосферных осадков. Жидкость, зажатая между водоупорными слоями грунта, состоящими из камня или глины, образует водоемы разной величины.
Их расположение не строго горизонтально, они могут изгибаться, образуя на таких участках своеобразные линзы, наполненные водой. Объемы их так же весьма разнообразны: от нескольких кубометров до десятков кубических километров.
Ближе всего к поверхности, на глубине всего лишь 2-5 м, лежит «верховодка». Это небольшие водоемы, подпитывающиеся осадками и талыми водами. В засушливое время они, как правило, пересыхают и не могут быть источником для водоснабжения. Кроме того, воду из них чаще всего можно использовать только для технических целей. Наибольший интерес для человека представляют глубинные водоносные слои, содержащие большие запасы прекрасно отфильтрованной воды. Они обычно залегают на глубине от 8-10 метров и ниже. Наиболее ценная вода, обогащенная минералами и солями, находится еще глубже, на расстоянии порядка 30-50 м. Добраться до нее реально, но сложно.
Основные методы поиска воды
Владельцы земельных наделов, планируя изыскание воды на участке, часто не осознают, что для питья подходит лишь качественная, чистая вода, не загрязненная вредными микроэлементами, песком, не имеющая посторонних запахов. Получить такую воду, пробивая шурф методом «тыка» невозможно. Используя водозабор, дачники потом удивляются, почему вода мутная или почему со временем уменьшается ее количество (если она совсем не исчезает).
Чтобы достичь хорошего результата, предварительно перед началом работ по изысканию воды на участке делают гидрофизическое исследование местности. Только после получения отчета переходят к выполнению бурения.
Обычно пользуются следующими методами:
- Электроразведка (вертикальное и круговое зондирование).
- Сейсмологическое исследование для определения глубины залегания воды.
- Разведочное бурение.
- Магниторазведка.
- Резонансно-акустический поиск.
Итогом геофизических исследований будут карты и геофизические разрезы на всю площадь исследований.
На фоне бурения цена будет заметно ниже, но ошибка выше, поскольку методы косвенные. Ошибка 30-40% считается хорошим результатом. Если кто-то Вам говорит, что с помощью волшебного прибора точно найдет воду хорошего качества, значит либо не имеет опыта, либо заведомо вводит в заблуждение.
Электроразведочные методы
В эту группу включают:
- Вертикальное электрическое зондирование.
- Метод вызванной поляризации.
- Метод естественного поля.
При вертикальном электрическом зондировании используется низкочастотный ток переменного напряжения. На разнесенные по площади электроды подается напряжение, наличие воды определяется по падению удельного сопротивления в породе.
Геофизики применяют для определения глубины грунтовых вод электрозондирование: MN — неподвижные стержни, А, В — перемещаемые стержни, Б — батарея, Я — прибор для измерения
Метод естественной поля основан на образовании естественной «гальванической пары» постоянного тока в грунтовых породах. При регистрации и интерпретации электрического поля специальным прибором можно найти месторождения воды.
Способ вызванной поляризации аналогичен предыдущему, но электрическое поле создается извне, искусственным источником.
Электроразведочные методы относительно недороги, легко интерпретируются, но не могут дать данные о водообильности. Они помогают узнать глубину залегания, а также примерную структуру водоносных пород.
Следует отметить, что данное исследование не гарантирует стопроцентного результата в поиске воды, а лишь увеличивает процент вероятности попадания на водоносный слой до 80-90%.
Спектральная сейсморазведка
Геофизический метод спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) основан на изучении спектра отклика слоёв слагающих земную толщу на ударное воздействие. Использование метода спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП) для поиска источника глубинной воды на участке сводится к выявлению такого геологического объекта как зона тектонического нарушения (ЗТН). В пределах ЗТН и производится добыча воды. То есть, по сути, сама вода методом ССП не определяется, а выявляется геологический объект (ЗТН) в пределах которого глубинная вода имеет возможность близко подниматься к поверхности.
В природных условиях такая вода проявляется в виде естественных родников, расположенных в местах, где геологическое строение земной толщи позволило глубинной воде выйти на поверхность (в таких местах существуют «проплешины» в глинистых породах, которые собственно и не дают выходить на поверхность глубинным водам).
Таким образом, вода, получаемая с использованием метода ССП, является водой поднимающейся с больших глубин (десятки километров). Качество этой воды, как правило, является весьма высоким, хотя в отдельных случаях (это зависит от того, через какие породы вода пробивается к поверхности) встречаются изменения в минеральном составе. Эта вода не пересыхает в жаркое лето (в отличие от большинства случаев использования так называемой «верховодки»). В зависимости от вида полученного ССП-разреза эту воду можно получать либо бурением, либо ставить колодец. В обоих случаях это будет та же самая хорошая по качеству глубинная вода.
При осуществлении работ по поиску воды на участке работы начинаются в том месте, где было бы удобно получать воду заказчику, а далее продолжаются до выявления ЗТН с подходящей воронкообразной структурой. Таким образом, находится одно хорошее место для получения воды. Работы непосредственно на участке, как правило, занимают один день.
При ударном воздействии на грунт прибор получает ответные затухающие колебательные сигналы, которые затем интерпретируются программой. Сейсмосъемка позволяет получить карту структуры недр, определить пустоты и неоднородности, обозначить уровень воды. Состав пород этот метод также определить не сможет. Сейсмические методы считаются самыми дорогими, т.к. требуется сложная дорогостоящая аппаратура.
Разведывательное бурение
С помощью этого метода можно выяснить состав, свойство, состояние грунтов и условия их залегания. При этом исследуются образцы пород, которые извлекаются из скважины по мере её углубления. В зависимости от способа бурения и состава пород образцы могут быть ненарушенной и нарушенной структуры. Образцы с ненарушенной структурой называются керном.
По мере проходки буровой скважины оформляется её геологическая документация в виде геолого-литологической колонки, из которой видно, как залегают слои, их мощность, литологический тип, глубина залегания уровня грунтовых вод и т. д. Пробы поземной воды забираются из всех проходящих водоносов в количестве от 0,5 до 2 литров.
Достоинства разведывательного бурения:
- 100% результат поиска и определения глубины залегания подземных вод;
- Возможность произвести оценку подземных вод;
- Возможность осуществить точный расчёт стоимости строительства скважины.
Магниторазведка
Метод основан на изучении магнитного поля Земли. Большая часть горных пород и руд под воздействием постоянного магнитного поля Земли (нормальное поле) намагничиваются и вносят искажения в «нормальное» поле, то есть создают магнитные аномалии. Интенсивность и форма магнитных аномалий определяются многими факторами: минеральным составом пород (содержанием ферромагнитных и парамагнитных минералов), формой, размером геологических тел и глубиной их залегания
Целью магниторазведки является выявление магнитных аномалий и истолкование их геологической природы, а в некоторых случаях выяснение формы и состава геологических тел. Измерения магнитного поля Земли осуществляются высокоточными магнитометрами, которые позволяют зафиксировать аномалии магнитного поля даже над слабомагнитными породами.
Высокая скорость и точность измерений магнитного поля позволяют использовать магниторазведку для решения широкого круга геологических задач: геологического картирования, структурно-геологических построений, поисков различных полезных ископаемых (например, для поиска и разведки железных руд магниторазведка является прямым поисковым методом).
Распознает водные запасы без применения разведочного бурения. Рекомендуется к применению изыскания источников водоснабжения на базе подземных вод при глубине залегания воды 150 метров и более. Предоставляет информацию о перспективной структуре на всей площадке, находит места с наилучшими показателями глубины и объема воды.
Резонансно-акустический поиск
Принципиальное отличие резонансно–акустического профилирования (РАП) от традиционной сейсмоакустики (наиболее близкого к РАПу метода геофизики) состоит в том, что основным источником информации в РАП являются собственные (резонансные) колебательные процессы среды, возникающие при ударном воздействии на исследуемый массив. В традиционной сейсморазведке собственные колебания рассматриваются как паразитная составляющая, наложенная на отраженный сейсмосигнал.
В основе интерпретации РАП лежит изучение спектрального состава отклика исследуемого массива на ударное воздействие. При этом регистрируемый сигнал рассматривается как совокупность собственных колебаний, свойственных возбуждаемому ударом массиву, а не как совокупность эхо–сигналов. При этом спектр сигнала содержит информацию о параметрах изучаемого объекта.
Согласно спектрально–акустическим представлениям, при ударном воздействии на слоистый объект, реакцией на воздействие будет совокупность (спектр) гармонических затухающих колебательных процессов. Каждой составляющей спектра соответствует породный слой (или сумма слоев) определенной мощности, т.е. возбуждаемый объект является колебательной системой, характеризующейся собственной частотой колебаний. Частота каждой из составляющих спектра находится в обратной зависимости от мощности соответствующего слоя. Возникающие при ударном воздействии упругие колебания, в виде затухающих гармонических процессов, формируются поперечными волнами, при этом четкость проявления границ между слоями–резонаторами определяется возможностью взаимного «проскальзывания» соседних слоев при наличии в исследуемом массиве сдвигового упругого процесса, т.е. степенью «ослабленности» контакта между слоями.
Видео
В сюжете — Основные методы геофизических исследований
В сюжете — Геофизические методы исследования скважин
Рациональный подход к поиску воды на участке
Из всего, что сказано выше, можно построить план действий рационального поиска воды. Первое – это сбор и анализ информации (соседи, карты). Если ясности нет, геологическое строение сложное и разрез изменчив, то стоит сделать геофизику. По ее результатам уже можно бурить или копать.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как выбрать буровую компанию
Источник
https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/11/Geofizicheskiye-metody-poiska-vody.html
Как ищут воду?
Поиск воды может проводиться различными способами в зависимости от цели поиска и места, где происходит поиск. Вот несколько общих способов поиска воды:
-
Геологические карты: это карты, на которых отмечены геологические формации, такие как породы и пласты, которые могут содержать воду. На основе этих карт можно определить области, где вероятно находится подземный водный слой.
-
Гидрогеологические исследования: это исследования, проводимые специалистами с целью определения места нахождения подземных водных ресурсов. Это может включать сбор геологических данных, геофизические исследования, бурение скважин и другие методы.
-
Дивинг (водный) прут: это старинный метод поиска воды, который основывается на использовании вилочки из металла или палки с вилочкой на конце. При правильном использовании, прутья могут «реагировать» на подземную воду, что может указывать на ее наличие.
-
Георадар: это устройство, которое использует радиоволны для измерения глубины и состава грунта. Это может помочь определить места нахождения воды в грунте.
-
Использование датчиков влажности: это метод, который может использоваться для определения наличия воды в почве. Датчики влажности могут измерять количество воды в почве и определять, насколько близко к поверхности или глубоко в почве она находится.
Это не все методы поиска воды, но это некоторые из наиболее распространенных. В любом случае, для точного определения наличия воды может потребоваться использование нескольких методов сразу, и, возможно, понадобится привлечение специалистов.
