Замер уровня воды в скважине

После того, как скважина была пробурена, производится измерение уровня воды в скважине прибором, который буровики называют хлопушка. При ударе об воду она издает хлопок, это позволяет определить статический уровень воды.
Динамический уровень воды определяют иначе: когда откачивают воду, она отбивается на штангах, подводная и надводная части становятся немного разного цвета. Исходя из этого легко определить и динамику.
Бросать хлопушку нельзя, даже если скважина большого диаметра, а насос узкий, имеется риск того, что все застрянет.

Все эти работы выполняют буровики, самому не нужно замерять уровень воды, тем более насос уже стоит. Имеется очень большой шанс застревания измерительного прибора, а ремонт стоит очень дорого. Да и не имеет смысла перемерять, все уже за вас сделали и посчитали.

Вас заинтересует:

Поделитесь статьей с друзьями:

Где, когда и на какую глубину бурить скважину под воду

Автономный источник воды на земельном участке — это все равно, что работающая печка зимой в автомобиле. То есть без нее вроде бы как можно, но с ней комфортнее. Ведь с помощью воды можно помыть посуду, постирать одежду, приготовить обед и многое многое другое. В случае отсутствия своей скважины даже баню строить нет смысла. По этой причине большинство из тех, кто купил участок земли, начинают в первую очередь не строить дом, а искать эту жизненно важную жидкость.

Процесс поиска воды для русского человека очень увлекательный и парой занимает не мало времени. Ведь многие из нас сначала пробуют, а потом читают инструкцию. Вот и здесь, бывает так, что владелец участка пригласит большую компанию. Дружно и ударными темпами выроет с ней огромную яму или забьет многие метры металлических труб в землю. Потом, не добившись результата, все заканчивается праздником по окончанию работ. В итоге цель не достигнута.

А хозяин после этого остаются с вопросом: «Как это, у моего соседа есть вода, а я так и не смог ее найти?» И правда, что сложного в том, чтобы найти воду, который обязательно должен залегать под некоторой толщей грунта. Так-то, оно так, только земная кора представлена множеством пород грунта, между которыми может находиться не один водоносный слой. Кроме того, эти слои (в том числе водоносный) залегают под углом и имеют разную мощность (толщину). Поэтому не редки случаи, когда на одном участке питьевая вода залегает на глубине 3 м, а на другом участке, например, через 50 м, на этой глубине ее нет или она непригодна для питья.

В поиске воды специалисты советуют не полагаться на везение, а подойти к решению проблемы серьезно. Другими словами, перед тем как начать работы по поиску водоносного горизонта, нужно четко знать, где, когда и на какую глубину бурить скважину под воду. Ведь это поможет в будущем избежать много проблем, одной из которой помимо перечисленных может быть внезапное осушение источника.

Прежде, чем начать бурить скважину на воду, нужно определиться с тем, какое именно качество воды требуется. Так, в зависимости от глубины заложения подземные воды делятся на:

• Грунтовые — это самый верхний слой воды, залегающий между поверхностью земли и водоупорным слоем (например, глиной). Чаще всего такая вода обладает повышенным содержанием железа и других примесей, что делает ее непригодной для питья. В среднем такие воды находятся на глубине от 1,5 до 5 м.

• Межпластовые — слой воды, который залегает между двумя водоупорами. Отличается повышенной жесткостью, поэтому для использования в бытовых нуждах, желательно применять смягчители воды. Обычно это бесцветная вода без запаха, пригодная для питья. Глубина залегания таких вод в большинстве случаев 3-15 м.

• Артезианские — слой воды, находящийся под водонепроницаемыми породами (например, известняком). Чаще всего такая вода сильно минерализирована. Что касается ее вкуса и жесткости, то они зависят от характера растворимых солей. Залегает такая вода обычно на глубине от 50 до 1000 м.

Для того, чтобы не получилось так, что купленных труб не хватает или их приобретено избыточное количество, желательно раздобыть карту водоносных слоев. На этой карте нанесены количество, мощность и глубина заложения водоносных слоев в том или ином районе области или города. Попробовать получить такую карту можно в организациях, занимающихся бурением скважин на воду, или в органах Госгеологии. Также данную информацию можно узнать на сайтах компаний, которые оказывают услуги по гидроразведке.

В случае отсутствия данных на определенной местности, можно, либо ориентироваться на близлежащие районы, либо на платной основе обратиться в специальные организации. Они смогут не только найти воду, но и подсказать, где на участке лучше пробурить скважину.

Но в наше время организации могут обладать разной компетенцией. Поэтому не лишним будет знать о некоторых правилах расположения скважины на участке:

• Скважина должна быть расположена как можно ближе к дому. Рекомендуется это делать с целью экономии на прокладке трубопровода. Оптимальным расстояние считается 3 м, так как оно способствует не только избежанию лишних трат, но и нежелательного подмыва фундамента в случае нестандартной ситуации.

• Скважина, предназначенная для сбора грунтовых вод, должна быть как можно дальше удалена от источников загрязнения (выгребная яма, свалка и т.д.).

• При наличье заметного уклона на участке, скважину желательно располагать в средней части. В противном случае придется, либо больше бурить, либо преодолевать лужи при необходимости подойти к источнику воды.

• Для бурильной установки рекомендуется отводить площадку размером 4х9 м. Кроме этого, не нужно забывать, что буровая мачта имеет высоту не менее 10 м. Поэтому деревья и электрические провода для нее могут служить помехой.

Как известно, уровень подземных вод меняется в зависимости от сезона. Но в большей степени этому подвержены самые верхние водоносные слои, т.е. поверхностные и грунтовые воды. На межпластовых водах это слабо сказывается. Поэтому для поиска технической воды необходимо определиться с временем года:

• Весна — не самое лучшее время для бурения скважины. Во-первых, бурильная машина может развести весть грунт на участке. А во-вторых, весна является временем, когда уровень грунтовых вод сильно повышен. Поэтому может случиться так, что к середине лета вода в скважине закончится, так как основные водоносные пласты залегали ниже.

• Лето — это комфортная температура, сухая земля под ногами и устоявшийся уровень грунтовых вод. Все эти плюсы в это время могут обернуться двумя существенными минусами: очереди на бурение и некачественное выполнение работ по причине спешки.

• Осень — время, когда сложность бурения скважины зависит от месяца. Так, например, в сентябре уровень воды приближен к летнему, а грунт сухой. Кроме этого, к этому времени спадает ажиотаж. Следующие же два месяца отличаются некоторым повышением уровня грунтовых вод и слякотью.

• Зима — холод, промерзлый грунт и сугробы, затрудняющие доступ к месту бурения. Это основные причины, по которым многие люди не хотят бурить скважину в это время года. Но они забывают о том, что зима является временем, когда можно существенно сэкономить на данных работах.

Главный вывод, который можно сделать в заключение статьи — при желании воду на участке можно найти всегда. Вопрос лишь в ее качестве и затратах на проведение работ.

Поделиться статьей с друзьями:

На какую глубину бурить скважину для питьевой воды

Владельцы загородной недвижимости стремятся создать аналогичные проживанию в городских квартирах условия. Ввиду различных обстоятельств, централизованные коммунальные услуги доступны не везде. В таких ситуациях необходима организация автономного отопления, водоснабжения и других услуг.

От чего зависит глубина бурения скважины

В Москве и Московской области питьевая вода находится на разных уровнях. Глубина бурения скважины в первую очередь зависит от цели добычи воды:

• Вода для питья, гигиенических целей, приготовления еды. Пригодная для питья вода в столичном регионе залегает на глубине 20-200 метров. Но для этой цели, скорее всего, необходимо будет приобрести дополнительные фильтры или систему очистки и подготовки воды.
• Технические нужды. Для этого подойдет источник средней глубины до 30 метров. Главный минус – нестабильная водоотдача.
• Большой объем воды для комбинированных задач. Скважина, использующаяся в качестве основного источника воды, должна прослужить до 50 лет. В таком случае необходимо бурить на глубину 30 до 200 метров. Чем глубже будет расположен водоносный слой, тем больше будет объем поступающей воды.

При выборе глубины бурения важно учитывать местоположение земельного участка. В определенных районах Подмосковья отсутствуют поверхностные воды, поэтому бурить необходимо намного глубже.

Разновидности водоносных слоев

Ближайший водоносный слой – грунтовая вода, которая залегает на глубине от 1,5 метра. Она залегает между поверхностью почвы и водоупорным слоем, зачастую которым является глина. Такая вода содержит большое количество примесей, поэтому не подходит для питья.

Расположенная на глубине 15-25 метров межпластовая вода отличается прозрачностью и отсутствием запаха. Нередко количество свинца, хлора, железа и других примесей в ее составе превышает допустимые нормы. Поэтому стоит провести химический анализ воды и при необходимости установить фильтры.

Артезианские воды залегают на наибольшей глубине под водонепроницаемой породой, в столичном регионе им выступает известняк. Водоносный артезианский слой непрерывен и находится на глубине 20-200 метров. Полученная вода будет отличаться наивысшим качеством.

Разновидности скважин и глубина их бурения

Абиссинская скважина качает воду из поверхностных слоев земли. Источник создается по такому принципу: в почву устанавливают секционные трубы, в нижней части которых закреплен фильтр с копьевидным наконечником.

Скважина на песок качает воду с глубины 15-35 метров. При помощи погружного насоса осуществляется процесс подъема воды. Регулярное пользование скважиной увеличивает ее срок службы – до 15 лет и более. Но точный срок службы такой скважины вычислить невозможно.

Скважина на песчаник качает воду с глубины 40-80 метров. На этой глубине расположены вторые водоносные пески, которые способны обеспечить водоотдачу до 1.500-2.000 л/час. В некоторых местах Подмосковья этот слой отсутствует.

Артезианская скважина качает воду из подземного известняка, расположенного на глубине 30-200 метров, который обеспечивает максимальную водоотдачу – от 2.000-3.000 л/час. Такие скважины имеют самый продолжительный срок службы – до 50-60 лет и наиболее качественную воду, которая очищается естественным путем за счет почвенной фильтрации.

Итоги

Для добычи питьевой воды лучше всего подходит артезианский горизонт. Такой источник будет обеспечивать все потребности загородного дома в течение 50-60 лет. Для районов, в которых артезианский слой залегает слишком глубоко, альтернативным решением может стать скважина на глубокие пески.

С помощью калькулятора, вы можете подробно рассчитать стоимость бурения скважины и сопутствующих услуг. Интерактивная карта области разделена на регионы, для каждого из которых действует отдельные цены. Также уточнить стоимость работ можно всего за 2-3 минуты, обратившись за помощью к нашим специалистам.

Позвоните по контактному номеру телефона, напишите в онлайн-чат или оставьте заявку на звонок. Вам перезвонит наш менеджер, который ответит на все вопросы и ознакомит с актуальными ценами.

Закажите бурение скважин у нас!

Наша компании, профессионально занимается бурением скважин на воду по всему Подмосковью. Вы сможете получить консультацию по любому интересующему вас вопросу по телефону: +7 (495) 532-88-46. Или сделать заявку на сайте на осуществление работ.

Вернуться к списку

Артезианская вода — что это: химический состав, польза, недостатки

Распространенность железа в земной коре составляет 4,65%, и если железосодержащие минералы входят в состав водоупорных слоев, ограничивающих артезианский водоносный горизонт, вода насыщается ионами железа. Карбонатные породы, имеющие осадочное происхождение и состоящие преимущественно из кальцита и арагонита — скелетных останков живых организмов насыщают воду ионами кальция и магния и обычно в концентрациях в 2 и более превышающих норматив. То же самое происходит с ионами марганца, кальция, магния, кремния, фосфора, серы в значительном количестве, содержащихся в земной коре и насыщающих воду своими ионами. Земная кора неоднородна по своему составу, и химический состав артезианской воды также неоднороден. При использовании артезианского источника воды, в первую очередь необходим глубокий химический анализ ее состава, которые не должен ограничиваться проведением исследований на самые распространенные примеси. Только в этом случае можно получить точную картину состава воды и определить методы фильтрации, которые позволят наилучшим способом очистить воду до необходимых требований и гигиенических санитарных норм.

Польза артезианской воды

Большинство обывателей искренне считают артезианскую воду одной из самых чистых и полезных природных вод. Частично это соответствует истине, ведь на такой глубине практически отсутствуют микроорганизмы, нет органических примесей – источников питания для бактерий, вирусов и простейших. Как следствие отсутствует опасность бактериального или вирусного заражения инерциальными болезнями. Однако обилие химических веществ в растворенном виде, зачастую в концентрациях значительно превышающих рекомендованные значения для питьевых и технических вод, не позволяет употреблять воду сразу после извлечения из скважины. А вот что действительно имеет место быть, так это тот факт, что очистить артезианскую воду по многим параметрам гораздо легче и проще чем природную воду из открытых источников или грунтовую воду. После подобной подготовки артезианская вода действительно становится вкусной, полезной для здоровья и чистой.

Вода, употребляемая живыми организмами для питьевых целей, должна быть сбалансирована по составу минеральных микроэлементов. Их достаточное количество обеспечивает отсутствие в организме недостатков строительного материала для формирования скелета, поддержания минерального состава крови и лимфы, нормального формирования гормонов и ферментов.

В артезианской воде, несмотря на достаточно большое количество минеральных примесей, отсутствуют вещества, которые попадают в природную воду вследствие негативного воздействия человека на природу. Это используемые сельскохозяйственные удобрения и промышленные стоки и канализационные стоки населенных пунктов. Отсутствуют также кислые кислоты почв, органические примеси. Кроме того, эксплуатация артезианской напорной воды требует значительно меньше усилий, поскольку в отличие от грунтовых вод, она самопроизвольно поднимается на поверхность, подъем грунтовых вод с водоносных не напорных горизонтов приходится осуществлять с использованием насосных станций.

Среди артезианских скважин встречаются такие, в которых уровень минерализации изначально соответствует гигиеническим требованиям СанПиН и рекомендациям ВОЗ, в этих случаях вода вообще не подвергается никакой очистки кроме удаления механических примесей.

Способы применения

Применяется вода из артезианских скважин для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд человека, в промышленных целях. По большому счету артезианская вода использоваться точно также как любая другая природная вода, которая используется человеком. Коттеджные поселки, в большом количестве появляющиеся рядом с большими городами, часто занимаются устроением собственной артезианской скважины, обеспечивающей водой сразу весь поселок, причем обычно водоподготовку подобной воды осуществляют сами жители в индивидуальном порядке. Промышленные предприятия, в производственный цикл которых обязательно должна входить вода с определенными характеристиками, особенно предприятия, находящиеся вдали от государственных магистралей водопроводной воды зачастую также используют артезианскую воду. В таких случаях особенно ценен факт того, что нет необходимости в насосных станциях и водоподготовка ограничена удалением ионов тяжелых и щелочноземельных металлов. Причем для ряда предприятий главенствующим является не наличие минеральных примесей, а отсутствие органических, тогда себестоимость воды для нужд производства значительно снижается. Также артезианская вода часто используется для обеспечения городской магистрали в городах, находящихся на значительном удалении от основных магистралей. К примеру, в Сибири и на дальнем востоке часто для питания городов и малых населенных пунктов широко используют артезианские скважины. Один из подмосковных городов — Зеленоград, до сих пор использует преимущественно артезианскую воду для обеспечения потребностей города. Обустройство артезианской скважины ограничено для применения частыми землевладельцами, поскольку стоимость бурения довольно высоко, и требуется получения разрешения и обязательна регистрация подобных сооружений. Однако при большом желании, отсутствии более доступных способов получения воды (сильном локальном загрязнение грунтовых вод, отсутствии доступа к государственным магистралям и т.п.) и наличии материальных ресурсов это вполне возможный вариант.

Недостатки артезианской воды

К недостаткам использования артезианской воды, кроме особенностей ее извлечения можно отнести сильную насыщенность этих вод солями. Это не удивительно, поскольку артезианские воды находятся в слоях, которым миллионы лет, а за эти сроки вода обязательно сильно насыщается содержимым водоупорных слоев. Именно поэтому к извлеченной артезианской воде практически всегда необходимо применять методы очистки от солей щелочноземельных и тяжелых металлов.

Подбор методов очистки артезианской воды должен только специалист, имеющий достаточный практический опыт реализации подобных проектов. Инженер проанализирует содержимое примесей в данной воде и подберет методы очистки, и оптимально необходимое оборудование по надежности, производительности, стоимости закупа оборудования и фильтрующих средств и стоимости последующей эксплуатации. Зачастую характеристики примесей таковы, что необходимо использовать несколько ступеней очистки. Особенно это касается ситуаций, когда в воде помимо общераспространенных загрязнений, присутствуют редкие трудно извлекаемые примеси. В таких случаях приходится использовать несколько ступеней очистки, каждая из которых будет постепенно уменьшать концентрацию трудно удаляемых примесей до допустимых концентраций по требованиям СанПиН.

Практически всегда необходимо удаление железа и марганца и умягчение, использование которых позволяет избавится от избытков ионов тяжелых металлов, а также кальция и магния, что предотвратит появление накипи и осадка а также ржавых подтеков.

Обустройство артезианских скважин и проектирование и монтаж системы водоподготовки на них требует немалых финансовых затрат, как и затрат на последующее обслуживание и чистку.

Вода требует периодического контроля специалистов, несмотря на тот факт, что артезианская вода обычно мало меняется по составу, этот вопрос требует постоянного контроля, поскольку вода используется потребителем.

Чистота артезианской воды не вызывает сомнений, ведь она не подвержена влиянию экологической ситуации в регионе и загрязнениям микроорганизмами. Однако необходимо помнить о необходимости очищать воду, чтобы не возникли проблемы связанные с излишней концентрацией химических веществ.

В Алтайском крае много лет использовалась преимущественно артезианская вода для питьевых и технических нужд населения, и как следствие у населения края повышенная заболеваемость различного рода заболеваниями костного аппарата, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний почек и печени.

Второй пример, массовые заболевания населения в подмосковном Зеленограде. Особенно много было заболеваний мочеполовой системы у детей и подростков. Изначально считали, что эти заболевания имеют инфекционную природу. Позже определили, что виной служат сбросы предприятий и лабораторий микроэлектроники, которых несколько в Зеленограде. И только спустя четыре десятка лет выявлена настоящая причина – использование артезианской воды для водоснабжения города. Вода, этого плохо изученного подземного месторождения артезианской воды, содержит ранее не выявленные высокие концентрации ионов стронция, бария, лития и бора. Концентрации этих веществ во много раз превышающая требования российского СанПиН. Эти химические вещества не входят в стандартный анализ исследований воды, но именно их воздействие на организм человека привело к таким массовым и плохо объясняемым заболеваниям. Никто из специалистов не проводил селективный анализ на такие редкие вещества, и как только водоснабжение города перешло на использование очищенной поверхностной воды, ситуация с заболеваемостью детей и подростков значительно исправилась.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Заказать консультацию

Какова должна быть глубина скважины для получения питьевой воды?

Перед тем, как начинать работы по бурению скважины или строительству колодца на воду, нужно первым делом определить какая глубина скважины или колодца будет для достижения питьевой воды. Если у Ваших соседей по садовому участку уже имеется скважина под воду, то можно взять во внимание ее глубину, но не всегда такая информация может быть полезной в разработке новой скважины на вашем участке. Ответить на такой вопрос: «Какая глубина скважины будет оптимальной?», фактически невозможно, пока не будет вскрыт водоносный слой и не будет взята пробы воды на анализ. Специалисты рекомендуют перед началом бурения скважины на воду в Нижегородской области произвести разведочное бурение. Отметим то, что не следует обращаться за услугами в компании, которые не имеют лицензии на проведение подобных работ.

Надежным и эффективным способом в поиске качественной воды, которая будет пригодна для питья, является бурение скважины в Нижнем Новгороде и Нижегородской области. Заметим, что стоимость возведения скважины напрямую зависит от того, на какой глубине находится водоносный горизонт.

Качество воды

Сдача проб воды на анализ в лабораторию.

Химический состав воды очень прост, так как, одна молекула воды содержит 1 атом кислорода и 2 атома водорода. Ученые говорят о этой жидкости, как об удивительной, так как воды может менять не только свою структуру, но и нести информацию. Конечно, отметим и тот факт, что не любую воду можно использовать в качестве питьевой.

Источники, которые расположены в достаточной близости от полей, которые удобряют различными химикатами, а также возле кладбищ и мусорных свалок — категорически не подходят для получения качественной и чистой воды. Поэтому, для получения чистой воды не достаточно просто пробурить скважину или вырыть колодец. Для этого следует убедиться в том, что добываемая вода подойдет для ежедневного употребления в качестве питьевой. На данный показатель влияет множество аспектов, таких как: с каких подземных вод идет добыча, с какого типа скважины берется вода, а также имеются ли вблизи с источником водоснабжения промышленные предприятия или фабрики.

Пробу воды из скважины необходимо брать каждый месяц (без исключения) и относить на анализ в лабораторию, если такая вода используется в качестве питьевой. Убедиться в том, что вода из скважины не навредит здоровью человека, можно только после проведения не менее 10 анализов.

Три водоносных слоя

Для того, чтобы понять какая глубина водозаборного сооружения требуется, необходимо знать, что в процессе бурения источника водоснабжения встречаются несколько водоносных слоев:

Схема залегания водоносных слоев.

• Первый водоносный слой находится на глубине порядка 5 — 6 метров. Для того чтобы убедится в том, что такая вода пригодна для питья. Нужно провести санитарную экспертизу в спец. лаборатории. Отметим и то, что первый водоносный слой не имеет устойчивого водоупорного слоя. Такую воду, как правило не используют для санитарно-гигиенических нужд, но ее можно использовать для технических нужд (полив огорода).
• Второй водоносный слой расположен на глубине порядка 10 — 18 метров. Нередко именно эта вода пригодна в качестве питьевой. Но отметим тот факт, что грунтовые воды в зависимости от сезона меняют свой состав. Вода добываемая из этого водоносного слоя, может содержать вредные примеси и бактерии, что в итоге будет означать, такая вода не пригодна для использования в пищу. Отметим, что такая вода считается наиболее чистой по сравнению с водой, которая добывается из колодца. Такую воду можно использовать в качестве технической для полива садового участка.
• Третий водоносный слой расположен на глубине 25 — 50 метров. Глубина такой скважины не превышает 50 метров. Отметим и тот факт, что глубина залегания данного слоя зависит от местности региона. Более подробную информацию о залегании артезианских вод на вашем участке, можно узнать в специализированных буровых компаниях, которые занимаются составлением геофизических карт в вашей местности, а также проводят работы по гидрогеологическому исследованию в Нижегородской области.

Виды скважин на воду

• Абиссинский колодец — это самая не глубокая скважина. Глубина такой скважины составляет не более 10 метров.
• Скважина на песок — более глубокая скважина. Глубина данной скважины не превышает 35 метров.
• Скважина на известняк (артезианская скважина) — самая глубокая скважина, глубина которой достигает более 100 метров. Бурение артезианской скважины производят до появления водоносного известняка. При обустройстве артезианской скважины все верхние водоносные слои до известняка изолируют с помощью металлической обсадной трубы. Нужно заметить, что глубина залегания водоносного известняка в каждом районе Нижегородской области разная.

Полезные статьи на нашем сайте:

VN:F [1.9.22_1171]

Rating: 0.0/10 (0 votes cast)

VN:F [1.9.22_1171]

Поделись статьей с друзьями и коллегами

на Ваш сайт.

Бурение скважин на песок на дачном участке

Скважина на песок это промежуточный вариант между артезианской скважиной и колодцем. При бурении такой скважины затрагивается лишь верхний песчаный горизонт – верхние слои почвы.

Вода, которая находится в самом верхнем слое пород (от поверхности земли до пятиметровой глубины), называется верховодкой. Ее не употребляют для хозяйственных нужд и для питья, так как она может быть загрязнена органическими веществами, попадающими из грунта.

Первый водоносный горизонт находится на глубине 5 – 20 м, именно там и находятся грунтовые воды – основной источник водоснабжения участка или дома. Верхняя поверхность таких вод называется зеркалом. Грунтовые воды – безнапорные. Поэтому на их уровень, в отличие от верховодки, ничто не влияет – ни бурение, ни засуха, ни обильные ливневые дожди. Уровень грунтовых вод остается неизменным. Располагаются они под землей прослойками, водоупорный слой из глины или суглинка сменяется водоносным слоем песка. Песок, как губка, впитывает в себя влагу, и чем крупнее песчинки, тем больше влаги они содержат.

Технология бурения скважин на песок

Работа начинается с выбора места для скважины. Для того чтобы обустроить скважину, достаточно двух – трех квадратных метров. Место для скважины можно подыскать как на самом участке, так и внутри помещения, например, на цокольном этаже или в подвале. Если фундамент позволяет расположить скважину в подвале, то в холодное время насосному оборудованию и трубопроводу морозы будут не страшны, и их не придется защищать от холода и осадков.

Если скважину решили устраивать на участке, желательно бурение скважин на песок производить недалеко от дома. В этом случае не надо будет рыть длинные траншеи для трубы, чтобы обеспечить подачу воды в дом. Не следует располагать скважину невдалеке от септика, расстояние должно быть не менее 20м.

Для бурения скважин на песок используют шнековый способ бурения скважин. Скорость проходки шнека – спиралевидного лопастного резца – достигает нескольких десятков метров. Во время бурения шнек вращается, и по его винтообразным поверхностям грунт выходит наверх. Стенки скважины сразу же крепятся обсадными трубами.

При колонковом бурении – еще одном вращательном способе бурения – порода разрушается по кольцу, а внутренняя часть по мере бурения заполняет колонковую трубу. Для подачи промывочной жидкости используется буровой насос.

Сравнительная стоимость скважины на песок

Стоимость неглубокой скважины на песок значительно меньше, чем стоимость артезианской скважины, так как технология бурения скважины на песок несколько проще.

• Во-первых, бурение метра скважины на песок обходится дешевле, чем бурение артезианской скважины. Связано это с тем, что при бурении глубокой скважины используется более мощная техника.
• Во-вторых, глубина такой скважины намного меньше, она составляет примерно 15 – 30 метров. Тогда как минимальная глубина артезианской скважины начинает свой отчет от 50 м, а зачастую приходится бурить еще глубже, иногда до 150 м. Максимальная глубина промышленной артезианской скважины доходит до 250 – 280 м.
• В-третьих, из-за меньшей глубиныскважина на песок не требует установки дорогостоящего оборудования для подъема воды, в отличие от артезианской.

От чего зависит срок службы скважины на песок

Срок службы скважины на песок зависит от нескольких факторов.

1. Регулярная эксплуатация скважины на воду. Чем больше воды из нее извлекать, тем дольше она будет работать.
2. Фракции песка – чем крупнее песок, тем дольше работает скважина и охотнее отдает воду. Если фильтр установлен в мелком песке, срок службы скважины сокращается до одного – двух лет. 

При регулярном использовании скважина работает в течение 5 – 15 лет. Диаметр обсадной колонны такой скважины может доходить до 133 мм. Дебит скважины на песок (ее производительность) составляет от 0,6 до 1,5 кубометров в час. Этого вполне хватает для бытовых целей.

После того как скважина сдана в эксплуатацию, необходимо проверить качество воды. Для этого следует отнести пробу воды в лабораторию либо СЭС. Одним из главных показателей загрязнения воды является коли-титр – общее микробное загрязнение. Если результаты анализов показывают минимальное содержание микроорганизмов, такую воду можно использовать в качестве питьевой.

Обычно минеральный состав воды из песчаной скважины дает хорошие результаты. Связано это с тем, что происхождение воды в песчаных горизонтах напрямую зависит от осадков, которые, в свою очередь, характеризуются небольшим содержанием солей почвы. А вот в составе артезианской воды находится большое количество растворенных солей, среди которых железо, нередко такая вода довольно жесткая.

Какова глубина жилой водяной скважины

Глубина бурения водяной скважины для домашнего использования обычно составляет от 100 до 500 футов, но …

При бурении новой скважины для дома или бизнеса , глубина скважины зависит от геологии и уровня подземных вод местности. Компании по бурению скважин, такие как Skillings and Sons, используют свои знания, опыт и обоснованные предположения, чтобы определить, насколько глубокой должна быть скважина. Поскольку глубина скважины может повлиять на цену, важно найти компанию, у которой есть навыки, чтобы дать вам точную оценку до начала бурения.

Вода из скважин поступает из подземных водоносных горизонтов, которые представляют собой водные карманы в коренных породах, расположенные на разной глубине. Колодец в коренных породах пробуривается в твердой породе, обеспечивая доступ к воде, которая течет через трещины в породе. Большинство домашних колодцев имеют диаметр около шести дюймов и имеют шестидюймовую обсадную колонну или облицовку. Обсадная труба устанавливается в скале, чтобы вода и песок не попадали в скважину. Во многих случаях уплотнение устанавливается на дне обсадной колонны, чтобы создать уплотнение в коренных породах.На поверхности кожух будет на высоте примерно 12 дюймов над землей.

По всей Новой Англии вода часто находится на высоте около 300 футов, но колодцы для домашнего использования обычно имеют глубину от 100 до 500 футов. Однако есть места, где глубина колодца может превышать 1000 футов.

Глубина, на которую буровая компания должна выкопать вашу скважину, определяет базовую стоимость, так как большинство компаний взимают плату за фут. Компания, занимающаяся бурением скважин, может получить хорошее представление о том, какой глубины должна быть скважина, изучив вашу собственность, среднюю глубину скважины для вашего района, геологию и другие факторы.Если после первоначального бурения воды для нужд вашей семьи будет достаточно, бурение можно прекратить. В противном случае бурение будет продолжаться до тех пор, пока не будет найден подходящий источник воды.

Если не сразу найти хороший источник, дебит скважины можно увеличить, взорвав коренную породу вокруг буровой скважины водой под высоким давлением, чтобы открыть доступ к трещинам в породе, которые переносят воду. Этот процесс называется гидроразрывом и может помочь увеличить подачу воды даже после того, как колодец используется.

Качество воды также является важным фактором и во многом зависит от геологии и водоема в вашем районе. Общее правило, о котором следует помнить: чем глубже колодец, тем больше вероятность того, что в вашей воде будут минералы. Это проблема, которую легко решить, установив в колодец систему смягчения воды.

Размышляя об установке колодца, неплохо выделить несколько дней на работу. Обычно на бурение уходит около суток, а на установку насоса — еще сутки.

По вопросам о глубине колодца, бурении водозаборной скважины или местонахождении водозаборной скважины обращайтесь в компанию Skillings and Sons и попросите специалиста по водозаборным скважинам.

Обзор воды из частных скважин — Набор инструментов для питьевой воды

Частные скважины забирают воду из подземных резервуаров, называемых водоносными горизонтами. Вода перекачивается на поверхность насосом и обрабатывается простым фильтром или сеткой.

Есть три типа колодцев, используемых для питьевой воды: выкопанные колодцы, пробуренные колодцы и пробуренные колодцы.Важно знать, какой тип у вас есть, чтобы лучше понять потенциальные риски и потребности в обслуживании вашего дома.

Вырытые колодцы сооружаются путем выкапывания ямы в земле с помощью лопаты или обратной лопаты. Колодец обычно облицовывают кирпичом, камнем или плиткой, чтобы предотвратить обрушение. Вырытые колодцы — это самый неглубокий тип колодцев, обычно глубиной от 10 до 30 футов; следовательно, наиболее вероятно заражение из близлежащих сельскохозяйственных, промышленных или городских территорий.

Забивные скважины забиваются в землю и забирают воду из насыщенной зоны. Эти типы колодцев немного глубже выкопанных колодцев, обычно от 30 до 50 футов, и имеют умеренно высокий риск загрязнения.

Пробуренные скважины сооружаются кабельным инструментом или роторно-буровым станком. Это самые глубокие из трех скважин, обычно от 100 до 400 футов. Пластиковый или металлический кожух часто помещают вокруг колодца, чтобы защитить воду от загрязнения и предотвратить обрушение колодца.Пробуренные скважины имеют самый низкий риск загрязнения, но, как и все скважины, нельзя считать, что они свободны от загрязнения.

Правила Агентства по охране окружающей среды США (USEPA) для общественных систем питьевого водоснабжения не применяются к частным скважинам. Тем не менее, в Мичигане есть стандарты строительства скважин, которые при соблюдении должны обеспечивать безопасную и надежную воду. В некоторых округах стандарты строительства скважин более строгие, чем нормы штата, и во всех округах требуется разрешение на бурение скважин.Свяжитесь с отделом здравоохранения вашего округа, прежде чем начинать строительство колодца.

Частные колодцы необходимо защищать от загрязнения. Хорошая практика — проверять частные колодцы не реже одного раза в год на общие показатели качества воды и загрязняющие вещества, вызывающие озабоченность.

Какова идеальная глубина скважины?

Думаете об установке частного колодца? Если да, то вы принимаете разумное решение. Наличие собственного колодца дает множество преимуществ.По последним статистическим данным, 15 миллионов семей в Соединенных Штатах ежедневно пользуются колодезной водой. Фактический процесс бурения и установки скважины на первый взгляд может показаться сложным и сложным. Однако мы здесь, чтобы помочь, ответив на некоторые из наиболее распространенных вопросов, которые могут у вас возникнуть. Один из первых вопросов, которые домовладельцы задают себе при бурении скважины, — это «Какая глубина должна быть?» Идеальная глубина колодца может быть недостижимой для неопытных домовладельцев.

Это важный вопрос, над которым стоит задуматься, тем более что бурение скважин будет дороже, чем глубже вы войдете.Большинство домовладельцев хотят снизить свои расходы или могут иметь установленный бюджет, который они не хотят превышать. Давайте рассмотрим все подробности о глубине скважины, которые вам нужно знать.

Диапазон

Обычно скважины в частных домах имеют глубину от 100 до 500 футов. Однако в некоторых случаях они могут быть намного глубже. Есть даже скважины, которые превышают отметку в 1000 футов. Средняя глубина колодца в вашем районе будет зависеть от нескольких факторов.

Качество воды

В целом, когда дело касается качества воды и глубины колодца, существует одно золотое правило: чем глубже колодец, тем лучше качество воды.Чем глубже вы спускаетесь, тем выше вероятность того, что вода, с которой вы столкнетесь, будет богата минералами. Однако вам не обязательно платить за более глубокий колодец только для того, чтобы получить воду лучшего качества; вы также можете установить фильтры или другие водные растворы, чтобы добавить минералы в свой запас.

Водный стол

В течение года уровень грунтовых вод будет повышаться и понижаться в зависимости от того, сколько дождя выпадает на территорию и как используются грунтовые воды. Это означает, что ваша скважина должна быть пробурена достаточно глубоко, чтобы справиться с тем временем года, когда уровень грунтовых вод находится в самой низкой точке.Вот почему рекомендуется знать как можно больше об уровне воды и климатических условиях в вашем районе.

Риск загрязнения

В целом колодцы спроектированы и оснащены компонентами, которые фильтруют мусор, предотвращают бактериальное заражение и по существу обеспечивают здоровую и чистую воду для вас и вашей семьи. Они сделаны безопасными, но все же могут быть заражены. Чем глубже ваш колодец, тем ниже риск заражения, поскольку любые бактерии, попавшие в колодец, будут иметь более длинный путь проникновения в ваш дом и с большей вероятностью умрут или попадут в ловушку на этом пути.

Скалы

Скалы в земле под вашей скважиной также будут влиять на ее глубину. Некоторые породы фактически затрудняют формирование резервуаров подземных вод из-за их непроницаемости. Если в вашем районе есть такие породы, необходимо пробурить скважину глубже, или можно использовать другие методы для их разрушения.

Колодцы с подземными водами

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о подземных водах •

Кредит: Говард Перлман, USGS

Колодцы подземных вод

Есть большая вероятность, что средний Джо, которому приходилось рыть колодец в Древнем Египте, вероятно, проделал эту работу своими руками, лопатой и ведром.Он продолжал бы копать, пока не достиг уровня грунтовых вод , , где все пространства между камнями и частицами грязи заполнены водой, а вода заполнила дно ямы. Некоторые колодцы до сих пор вырывают вручную, но доступны более современные методы.

Колодцы чрезвычайно важны для всех обществ. Во многих местах колодцы обеспечивают надежный и достаточный запас воды для домашних хозяйств , орошения и промышленных предприятий . Там, где поверхностных вод мало, например, в пустынях, люди не могли бы выжить и процветать без подземных вод .

Виды колодцев

Рытье скважины вручную сегодня устаревает, поскольку автоматизированные методы бурения заменяют ручной труд. Современные скважины чаще пробуриваются самосвальной буровой установкой. Тем не менее, есть много способов вставить колодец — вот некоторые из распространенных методов.

СКВАЖИНЫ

Копать землю киркой и лопатой — это один из способов выкопать колодец. Если грунт мягкий, а уровень грунтовых вод неглубокий, можно использовать вырытые колодцы.Исторически выкопанные колодцы выкапывались ручной лопатой до уровня ниже уровня грунтовых вод до тех пор, пока поступающая вода не превышала скорость выкачивания экскаватора. Колодец был выложен камнем, кирпичом, плиткой или другим материалом, чтобы предотвратить обрушение, и был закрыт крышкой из дерева, камня или бетона. Их нельзя выкопать глубже уровня грунтовых вод — точно так же, как вы не можете выкопать очень глубокую яму, когда находитесь на пляже … она все время наполняется водой!

Пример конфигурации насоса и водопровода, используемых в коммунальных системах водоснабжения.

Кредит: Роланд Толлетт, USGS

Вырытые и пробуренные колодцы имеют большой диаметр и выходят на большую площадь водоносного горизонта. Эти скважины могут забирать воду из менее проницаемых материалов, таких как очень мелкий песок, ил или глина. Некоторые недостатки этого типа колодцев заключаются в том, что они неглубокие и не имеют сплошной обсадной трубы, что делает их подверженными загрязнению из близлежащих поверхностных источников, и они высыхают в периоды засухи, если уровень грунтовых вод опускается ниже дна колодца.

ПРИВОДНЫЕ СКВАЖИНЫ

Забивные скважины по-прежнему широко распространены. Они строятся путем вбивания трубы небольшого диаметра в мягкий грунт, такой как песок или гравий. К нижней части трубы обычно прикрепляют сетку для фильтрации песка и других частиц. Проблемы? Они могут использовать только мелкую воду, и поскольку источник воды находится так близко к поверхности, может происходить загрязнение поверхностными загрязнителями.

БУРЕННИЕ СКВАЖИНЫ

Бурение большинства современных скважин требует довольно сложной и дорогой буровой установки.Буровые установки часто устанавливают на большие грузовики. Они используют роторные буровые коронки, которые прогрызают породу, ударные коронки, которые разбивают породу, или, если почва мягкая, большие буровые коронки. Пробуренные скважины можно пробурить глубиной более 1000 футов. Часто насос помещают в колодец на некоторой глубине, чтобы вытолкнуть воду на поверхность .. Колодцы и откачка

Уровни воды в колодцах

Пользователям подземных вод было бы легче, если бы уровень воды в водоносном горизонте , который питал их колодец, всегда оставался неизменным.Сезонные колебания количества осадков и случайные засухи влияют на «высоту» уровня подземных вод. Забор воды из колодца приводит к понижению уровня воды вокруг колодца. Уровень воды в колодце также можно понизить, если другие колодцы рядом с ним забирают воду. Когда уровень воды упадет ниже уровня забора насосов, то скважины начнут откачивать воздух — они «высохнут».

При перекачивании колодца уровень воды вокруг колодца понижается, образуя конус впадины на уровне грунтовых вод.Если конус депрессии дойдет до других близлежащих колодцев, уровень воды в этих колодцах будет понижен. Конус развивается как в системах с неглубоким уровнем грунтовых вод, так и в системах с более глубокими замкнутыми водоносными горизонтами. В более глубоких замкнутых водоносных горизонтах конус впадины обозначается снижением давления, и конус распространяется на гораздо большую площадь, чем в системе грунтовых вод. При заданной скорости отбора конус депрессии простирается глубже в низкопродуктивных водоносных горизонтах, чем в высокопродуктивных.

Даже несмотря на то, что вода присутствует на некоторой глубине почти в любом месте, успех получения необходимого бытового водоснабжения (обычно 5 галлонов в минуту) из колодца зависит от проницаемости породы.Там, где проницаемые материалы находятся вблизи поверхности земли, может подойти неглубокий колодец. В других местах, например, там, где глинистый материал непосредственно покрывает коренную породу, может потребоваться глубокий колодец, уходящий в коренную породу.

Private Wells

Схема работы типичного водозаборного колодца на один дом.

Кредит: Агентство по охране окружающей среды США

Многие люди в Соединенных Штатах и ​​во всем мире сами поставляют воду для своих домов, часто в более сельских районах, где нет крупных систем водоснабжения общественного водоснабжения для подачи воды.Вот основная диаграмма, показывающая, как работают эти скважины. Хотя на этой диаграмме показан один дом, большие скважины, которые снабжают больше клиентов, в целом работают одинаково.

КОМПОНЕНТЫ СКВАЖИНЫ

Ниже приведены описания основных компонентов частной водозаборной скважины. ( Источник: Национальная ассоциация подземных вод)

• Обсадная труба представляет собой трубчатую конструкцию, размещаемую в скважине для обеспечения открытия скважины от целевых грунтовых вод до поверхности.Оболочка вместе с затиркой не допускает попадания грязи и излишков воды в колодец. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой. В некоторых штатах и ​​местных органах власти есть законы, которые требуют минимальной длины оболочки. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб скважин являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Какой тип обсадной трубы можно использовать, часто диктует местная геология.
• Заглушки колодца помещаются сверху обсадной трубы колодца для предотвращения попадания в колодец мусора, насекомых или мелких животных.Заглушки колодцев обычно изготавливают из алюминия или пластика. Они включают вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
• Грохоты для колодцев прикреплены к нижней части обсадной колонны, чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в колодец. Наиболее распространенными фильтрами для скважин являются непрерывные щелевые, щелевые и перфорированные трубы.
• Адаптер без ямы — это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода выходит на поверхность, оставаться ниже линии замерзания. Это обеспечивает поддержание санитарной и морозостойкой герметичности.
• Струйные насосы — это наиболее часто используемые насосы для неглубоких скважин (глубиной 25 футов или меньше). Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из колодца.
• Погружные насосы — наиболее часто используемые насосы для глубоких частных колодцев. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.

Узнайте основы воды с помощью наших грунтовок для воды!

Вы думаете, что знаете о грунтовых водах?

Информация на этой странице взята из Ground Water and the Rural Homeowner , Pamphlet, U.С. Геологическая служба, 1982, Роджер М. Уоллер.

_{Значок викторины, сделанный mynamepong с сайта www.flaticon.com}

Хотите узнать больше о скважинах с подземными водами? Следуйте за мной на веб-сайты, посвященные основам подземных вод и бытовым (частным) водозаборным скважинам!

Насколько глубоким должен быть колодец с питьевой водой?

Владение собственным колодцем дает множество преимуществ.

Вы будете меньше платить за воду, повысите стоимость своей собственности и получите неограниченный доступ к воде в любом количестве.

Когда вы планируете установить колодец, глубина колодца является важным аспектом, на который следует обратить внимание .

Ваша скважина должна быть достаточно глубокой, чтобы достичь подземного резервуара, известного как водоносный горизонт, который будет собирать воду, которая поднимается на поверхность. Внизу кожуха находится уплотнение, которое предотвращает попадание болезнетворных микроорганизмов в грунтовые воды через коренные породы.

Если вы собираетесь установить выкопанный колодец, он должен быть от 100 до 500 футов глубиной . Иногда колодец может достигать глубины 1000 футов.

Почему такой широкий ассортимент?

Фактическая глубина скважины будет зависеть от нескольких факторов, которые я рассмотрю более подробно в этой статье.

Факторы, влияющие на глубину жилой водяной скважины

Глубина водоносного горизонта

Колодцы получают воду из подземных водоносных горизонтов или карманов с водой внутри коренных пород.

Ваш колодец должен быть достаточно глубоким, чтобы получить доступ к этой воде, поэтому глубина колодца, которая вам нужна, зависит от того, насколько глубоко под землей находится ваш водоносный горизонт.

Как правило, при бурении скважины необходимо достичь глубины не менее 300-500 футов, чтобы ударить по коренной породе, хотя в некоторых случаях скважине может даже потребоваться достичь глубины 1000 футов.

См. Эту статью, чтобы узнать больше о глубине водоносного горизонта в вашем регионе.

Риски поверхностного загрязнения

Как правило, если ваш колодец построен правильно (т.е.е. он прочный, долговечный и защищает от суровых условий окружающей среды), чем глубже он будет установлен, тем лучше будет его защита.

Если у вас скважина большей глубины и больше обсадных труб, воде потребуется больше времени, чтобы течь из водоносного горизонта в скважинный насос.

Это более продолжительное время в пути повышает вероятность отмирания или попадания любых бактерий и других вредных для здоровья загрязнителей в почву по пути, что снижает риск загрязнения поверхностных вод колодца.

👉 Прочтите мое полное руководство по очистке колодезной воды здесь.

Геология коренных пород

Геологические характеристики коренных пород под вашей землей повлияют на расположение водоносного горизонта, что, в свою очередь, повлияет на глубину скважины.

Горные породы с низкой продуктивностью, вероятно, потребуют особенно глубокого бурения скважин, чтобы скважина могла служить резервуаром для хранения грунтовых вод.

Геология породы, в которой будет пробурена скважина, также может определять размер скважины, что в некоторой степени влияет на ее глубину.

Качество воды

В некоторых районах США есть зоны «обсаженных», в которых невозможно пробурить скважины из-за низкого качества воды.

В этом случае вам может потребоваться более глубокая глубина колодца, чтобы избежать этих зон и предотвратить опасное загрязнение вашей воды.

Ваш бурильщик / буровая компания или местный орган власти должны быть в состоянии предоставить информацию о вашем водоснабжении, включая любые изменения глубины зеркала грунтовых вод и качества ваших грунтовых вод.

Если вы бурите глубоководную скважину для лучшего качества воды, убедитесь, что у вас достаточно времени — обычно требуется полный день, чтобы правильно установить колодец, крышку и обсадную колонну, и дополнительный день, чтобы установить скважину. насос.

Связано: Ultimate Well Water Testing Guide (обновлено для 2021 г.)

Сезонные колебания уровня грунтовых вод

Если уровень грунтовых вод в вашем районе колеблется в зависимости от времени года, вам, возможно, придется пробурить скважину намного глубже, чем ожидалось. убедитесь, что у вас всегда есть доступ к подземному водоснабжению, независимо от уровня воды.

Опять же, вы можете искать информацию об уровне воды и о том, как он может быть связан с требуемым диаметром ближайших колодцев, в Интернете.

Правительственные постановления

В зависимости от штата, в котором вы живете, могут быть определенные нормативы, которые вы должны соблюдать в отношении глубины скважины. Обязательно ознакомьтесь с этими конкретными рекомендациями и правилами перед бурением скважины.

Как правило, вам потребуется обсадная колонна, которая достигает по крайней мере 20-футовой отметки, которая обычно должна достигать коренной породы.Вам также нужно будет должным образом герметизировать внешнюю часть обсадной трубы, чтобы песок и осадок не попали в систему.

Помните, что глубина вашей скважины будет влиять на ряд факторов бурения, таких как стоимость, размещение насоса, диаметр скважины, уровень воды и, возможно, даже дебит воды (в галлонах в минуту). Естественно, что бурение неглубокой скважины будет стоить дешевле, чем бурение более глубоких скважин, а бурение более мелкой скважины в меньшее количество породы займет меньше времени.

В поисках компании, которая бурит вашу скважину, ищите компанию с большим опытом работы в отрасли, и вы не ошибетесь.Имейте в виду, что большинство компаний взимают плату за пробуренный фут, поэтому, в зависимости от вышеперечисленных соображений, это может быть дорогостоящая работа. Узнайте больше о поиске подрядчика на wellowner.org.

Соленость глубоких подземных вод в Калифорнии: количество, качество и защита воды

Значимость

Забор подземных вод увеличивается по всей территории Соединенных Штатов, особенно в Калифорнии, где наблюдается рост населения и продолжительная засуха. Глубокие подземные водоносные горизонты являются альтернативным источником пресной и соленой воды, которую можно использовать для опреснения и / или очистки.Только в Центральной долине объемы пресных подземных вод могут быть увеличены почти в три раза, а полезные объемы подземных вод могут быть увеличены в четыре раза, если мы увеличим глубину до 3000 м. Однако некоторые из этих глубоких подземных вод уязвимы для загрязнения нефтью / газом и другой деятельностью человека. Наши результаты дают первые оценки, насколько нам известно, подземных источников глубин и объемов питьевой воды в Калифорнии и показывают необходимость лучше охарактеризовать и защитить глубинные водоносные горизонты подземных вод.

Abstract

Глубокие подземные водоносные горизонты плохо охарактеризованы, но могут давать важные источники воды в Калифорнии и других местах. Глубокие водоносные горизонты были разработаны для добычи нефти и газа, и эта деятельность создала как ценные данные, так и риски для качества подземных вод. Для оценки количества и качества подземных вод требуются исходные данные и система мониторинга для оценки воздействия. Мы анализируем 938 химических, геологических и глубинных точек с 360 месторождений нефти и газа в восьми округах Калифорнии, а также данные о глубинах по 34 392 нефтяным и газовым скважинам.Путем расширения предыдущих оценок объема подземных вод с глубины 305 м до 3000 м в Центральной долине Калифорнии, важном сельскохозяйственном регионе с растущими потребностями в грунтовых водах, объем пресных [<3000 ppm общих растворенных твердых веществ (TDS)] объем подземных вод почти утроился до 2700 км ³ , большая часть обнаружена на глубине менее 1000 м. Зона глубиной 3000 м также обеспечивает 3900 км ³ пресной и соленой воды, которые ранее не оценивались, которые могут быть отнесены к категории подземных источников питьевой воды (USDWs; <10,000 ppm TDS).До 19% и 35% нефтегазовых операций осуществлялись непосредственно в пресноводных зонах и USDW, соответственно, в восьми округах. Более глубокие работы, такие как закачка сточных вод, также могут представлять потенциальную угрозу для подземных вод, особенно для USDW. Наши результаты показывают, что одна только Центральная долина Калифорнии имеет почти в три раза больше пресных подземных вод и в четыре раза больше, чем предполагалось по предыдущим оценкам. Следовательно, в Калифорнии и за ее пределами необходимы усилия по мониторингу и защите более глубоких соленых ресурсов подземных вод.

Глубинные водоносные горизонты подземных вод редко изучаются по сравнению с зонами пресной воды (1), но могут быть важными ресурсами подземных вод. Для оценки количества пригодных к использованию подземных вод и оценки риска загрязнения подземных вод в результате деятельности человека, например, добычи нефти и газа, требуются исходные данные и соответствующая структура мониторинга (2⇓⇓⇓⇓ – 7). В этой статье мы ( i ) охарактеризовали соленость глубинных подземных водоносных горизонтов в восьми округах по всей Калифорнии, ( ii ) оценили полезные объемы подземных вод в Центральной долине Калифорнии и ( iii ) оценили потенциальную миграцию соленой воды в зоны пресной воды. и подземные источники питьевой воды (USDW) в восьми округах Калифорнии.

долларов США, согласно определению Агентства по охране окружающей среды США, включают водоносные горизонты подземных вод с концентрацией общих растворенных твердых веществ (TDS) ≤10 000 мг / л, что соответствует определению «пригодной для использования» воды Бюро земельного управления США (43 Кодекс Федерального постановления 3160) , которые не были освобождены и разрешают другие подземные виды деятельности, такие как добыча полезных ископаемых, нефти и геотермальной энергии. В зависимости от штата или федерального агентства, пресная вода определяется как имеющая <1000 (8, 9), ∼ <2000 (10, 11) и <3000 мг / л TDS (7, 12), в том числе в Калифорнии (7).Национальная ассоциация подземных вод определяет слабосоленую воду как имеющую концентрацию TDS от 1 000 до 3 000 ppm, а умеренно соленую воду - как имеющую концентрацию TDS от 3 000 до 10 000 ppm (9). Вода с концентрациями TDS> 10 000 ppm (верхний предел для USDW) и до 35 000 ppm (морская вода) считается сильно засоленной (9). В настоящее время морская вода опресняется для обеспечения питьевой водой в Калифорнии (7), а также в других частях Соединенных Штатов и за рубежом (13). Опреснительная установка Carlsbad стоимостью в миллиард долларов в округе Сан-Диего, Калифорния, открылась в декабре 2015 года и производит опреснение ∼0.14 км ³ (37 миллиардов галлонов) морской воды в год (14) по цене> 1,70 долл.США / м ³ (> 2100 долл.США / акр фут) (15), что намного выше стоимости большинства других источников пресной воды в штате . Умеренно засоленные подземные водоносные горизонты, содержащие более низкие концентрации TDS, чем морская вода, требуют меньшего опреснения и могут использоваться для питьевой воды.

При каких обстоятельствах глубокие пригодные для использования грунтовые воды могут служить реальным альтернативным ресурсом для питьевой воды или сельского хозяйства? Чтобы ответить на этот вопрос о количестве и качестве подземных вод, нам сначала нужно понять глубину и местоположение пригодной для использования питьевой воды и охарактеризовать ресурс.Обычно соленость грунтовых вод увеличивается с глубиной (16). Ресурсы пресных подземных вод, залегающие на относительно небольших глубинах (≪ 1000 м), были тщательно изучены с точки зрения наличия подземных вод (17⇓⇓⇓⇓ – 22) и качества (23⇓⇓ – 26). В Калифорнии данные о качестве воды из более чем 200 000 скважин с грунтовыми водами доступны в Программе мониторинга и оценки окружающей среды подземных вод Государственного совета по контролю за водными ресурсами (27). Информация о глубине для этих образцов не является общедоступной, но в большинстве случаев глубины вряд ли будут больше нескольких сотен метров.Информация о более глубоких и соленых водоносных горизонтах ограничена, и большая часть доступной информации поступает из добычи нефти и газа. Департамент охраны окружающей среды Калифорнии, Отдел нефти, газа и геотермальных ресурсов (DOGGR) предоставляет данные о солености пластовой воды и TDS из нефтяных и газовых залежей (28⇓ – 30), а также записи скважин (31), пробуренных на глубину в несколько единиц. тысяч метров ( SI Приложение и набор данных S1).

Оценки объема подземных вод в Калифорнии неточны и требуют дополнительных исследований.Например, оценка подземных вод для хорошо изученного водоносного горизонта Центральной долины площадью 1000 км ³ (830 миллионов акро-футов) старше 20 лет (32) и до сих пор широко используется в качестве справочной информации (18). Оценка объема основана на более мелководье либо пресноводного основания (BFW), либо 1000 футов (305 м) (32). Современные технологии и растущие потребности в воде сделали колодцы глубиной более 1000 футов более распространенным явлением. Таким образом, необходимы объемы подземных вод, отражающие это изменение и включающие более глубокие и засоленные ресурсы подземных вод.

Поскольку более глубокие ресурсы подземных вод становятся все более важными, необходимы дополнительные исследования для оценки подземных работ, которые могут привести к загрязнению этих ресурсов. Закачка жидкости, являющаяся неотъемлемой частью широкого спектра применений, включая удаление сточных вод, хранение CO ₂ и увеличение добычи нефти / газа, вызовет повышение пластового давления, и это увеличение будет распространяться по горизонтали. Если горизонтально распространяющееся повышение давления достаточно велико, восходящая миграция воды и загрязнение грунтовых вод могут происходить через проницаемые вертикальные пути, такие как заброшенные скважины (33) или геологические разломы (34).Для восходящей миграции остаточного рассола или жидкостей гидроразрыва требуются градиенты давления, которые могут преодолевать силы тяжести и контролируются подземными условиями и различными свойствами жидкости и пористой среды (34–37). Соленость была определена как ключевая переменная, контролирующая плотность рассола / соленой воды (38). Повышение порогового критического давления на основе солености и глубины миграции в сочетании с полуаналитическими решениями обеспечивает полезную основу для оценки восходящей миграции воды, которая применялась ранее в случае геологического хранения CO ₂ (38).

Здесь мы характеризуем соленость глубинных подземных вод, расширяем оценки объема подземных вод, чтобы включить более глубокие и более соленые воды, и оцениваем потенциал загрязнения подземных вод для Калифорнии, испытывающей нехватку воды. Мы сосредоточены на восьми округах по всей Калифорнии: Лос-Анджелес, Вентура, Санта-Барбара, Керн, Фресно, Солано, Йоло и Колуса (рис. 1). Для каждого округа мы собираем и анализируем тенденции имеющихся данных солености, TDS, BFW и глубины, а также оцениваем ранее недоступную базу USDW.Мы используем информацию о солености на основе глубины и TDS для пересмотра оценок объема пресных подземных вод и предоставления первых оценок, насколько нам известно, объемов USDW для Центральной долины Калифорнии. Чтобы оценить потенциал загрязнения, мы оцениваем пороговое значение повышения критического давления для миграции соленой воды вверх в зоны пресных подземных вод и USDW в восьми округах. Наконец, мы обсуждаем значение наших выводов для водных ресурсов и добычи нефти и газа Калифорнии.

Выбранные месторождения нефти и газа и округа в Калифорнии и протяженность системы неглубоких подземных вод Центральной долины (39). Подрегионами Центральной долины, показанными более толстыми линиями границы синего цвета с севера на юг, являются Сакраменто, Дельта, Сан-Хоакин и Туларе (32).

Результаты

Соленость с глубиной.

Соленость и концентрации TDS колеблются от 5 (графство Керн) до 52000 ppm (графство Фресно) на глубинах от 0 (графство Фресно) до 5368 м (графство Керн) (рис.2). [Мы отмечаем, что соленость здесь относится только к хлориду натрия ( SI Приложение ).] Округ Керн имеет наибольшую долю и количество бассейнов с соленостью и концентрациями TDS <3000 ppm (22% для солености и 19% для концентраций TDS с учетом всех глубины). Следующим по величине процентным содержанием солености и концентраций TDS <3000 ppm являются 21% бассейнов для солености (Yolo) и 8,5% бассейнов для концентраций TDS (Fresno). Соленость и концентрации TDS> 10 000 ppm составляют большинство бассейнов во всех округах, кроме округа Йоло.Тем не менее, как доля, так и количество точек данных с соленостью или концентрациями TDS <10 000 ppm и даже в пределах или близко к пресноводному диапазону являются значительными. Более того, самая высокая соленость по-прежнему на порядок меньше, чем та, которая обычно наблюдается на аналогичных глубинах во многих других североамериканских бассейнах (16).

Данные о солености и TDS относительно глубины для каждого пула с данными по восьми округам по всей Калифорнии. Если для бассейна указаны минимальная и максимальная соленость или концентрации TDS, мы представляем среднее из этих двух значений.

Распределение солености и концентрации TDS меняется с глубиной (рис. 3). Наибольшая наблюдаемая разница наблюдается между глубинами меньше и глубже 1000 м (приложение SI, и набор данных S2). На глубинах менее 1000 м концентрации <10 000 частей на миллион встречаются несколько чаще, чем концентрации> 10 000 частей на миллион, тогда как на более глубоких глубинах (> 1000 м) чаще встречаются концентрации> 10 000 частей на миллион. Подземные воды не становятся более солеными в среднем по набору данных после глубины менее 1000 м ( SI Приложение , рис.S3). Более мелкие вариации в пространственном масштабе могут существовать в пределах округа. Например, поперечные сечения, показывающие горизонтальные и вертикальные вариации солености в округе Керн, показывают обилие пресных подземных вод на глубине до 1500 м на восточной стороне Центральной долины и пригодных для использования грунтовых вод на глубинах до 1000 м на западе. сторона долины (рис. 4).

Процент всех данных TDS, разделенных на три диапазона глубин (<1,000, 1,000–2,000 и> 2,000 м) и пять диапазонов концентраций (0–1,000, 1,000–3,000, 5,000–10,000, 10,000–20,000, и> 20 000 частей на миллион).Обратите внимание, что сумма всех процентов составляет 100%.

Данные о солености с глубиной, классифицированной по диапазонам от 18E до 30E для поселков от 25S до 32S в соответствии с Системой обследования государственных земель для Калифорнии. Данные соответствуют полям в синем прямоугольнике на карте, причем западный край представляет диапазон 18E, а восточный край представляет диапазон 30E. Поперечные сечения данных о солености с глубиной для каждого из этих поселков показаны в приложении SI , рис. S1.

Наблюдаются региональные различия между северными округами (Йоло, Солано, Колуса и Фресно) и большинством южных округов (Керн, Вентура и Санта-Барбара) (рис.2 и SI Приложение и набор данных S2). Южные округа имеют большую долю более пресной воды (0–3 000 ppm) на глубинах менее 1000 м (11–18% для солености), чем северные округа (2–7% для солености). На более глубоких глубинах большая доля более пресной воды (0–3 000 ppm) находится в северных округах (10–14% для солености) по сравнению с южными округами (1–4% для солености). В целом данные показывают, что относительно пресной воды на больших глубинах удивительно много.

Нефтегазовая деятельность в пресноводных зонах и долларах США.

Глубина BFW в наборе данных обычно меньше 1000 м (рис. 5), но средние значения BFW в пяти округах Центральной долины (Керн, Фресно, Солано, Колуса и Йоло) все глубже 305 м ( 1000 футов), максимальная глубина, использовавшаяся ранее при оценке подземных вод для региона (32). Средние значения BFW для пяти округов Центральной долины колеблются от 410 (Колуза) до 672 м (Керн). Средние значения BFW в прибрежных округах (Лос-Анджелес, Санта-Барбара и Вентура) меньше на 292, 368 и 226 м соответственно.База USDW, zU (уравнение 1 в материалах и методах ) (ранее недоступно), значительно глубже, чем значения BFW. Наибольшие значения zU в округах Керн и Лос-Анджелес находятся на глубине более 2500 м. Глубины залежей нефти и газа и глубины скважин обычно больше, чем значения BFW и zU, но также перекрываются с зонами пресной воды и USDW (Рис. 5).

данных BFW (база пресной воды), ранее недоступные оценки базы USDW (zU) на бассейн, глубины залежей нефти / газа и глубины нефтяных / газовых скважин для восьми округов по всей Калифорнии: Округа Лос-Анджелес (LA), Вентура (VE), Санта-Барбара (SB), Керн (KE), Фресно (FR), Solano (SL), Yolo (YO) и Colusa (CO).Красные линии в прямоугольниках представляют медианы, а края прямоугольников — 25-й и 75-й процентили. Усы на прямоугольных диаграммах представляют 99,3% данных, предполагающих нормальное распределение, а красные знаки плюса представляют данные за пределами этого диапазона. Средние значения показаны черными точками.

Нефтегазовая деятельность ведется в пресноводных зонах в семи из восьми округов и USDW во всех восьми округах (Таблица 1 и приложение SI, приложение ). Мы определяем проявление нефтегазовой активности в пресных водах или USDW, используя соленость нефтегазовых залежей и глубины скважин относительно BFW или zU ( SI Приложение и Материалы и методы ).Процент нефтегазовой деятельности в пресноводных зонах обычно невелик по сравнению с процентом нефтегазовой деятельности в USDW. Единственным исключением является округ Керн, где наибольший процент (15–19%) нефтегазовой деятельности приходится на пресноводные зоны. Округ Керн также имеет наибольшее количество скважин — 138 958 ( SI Приложение и набор данных S1), что делает значительную долю нефтегазовой деятельности в пресноводных зонах.

Добыча нефти и газа в пресноводных зонах и доллары США

Объемы подземных вод в Центральной долине.

На основании нашего анализа объем пресных (определяемых в Калифорнии как TDS <3000 ppm) подземных вод в Центральной долине почти утроился с 1020 до 2700 км. 59% дополнительного объема найдено между 305 и 1000 м (рис. 6). Объем пресных и соленых вод, которые можно классифицировать как USDW, для которых, насколько нам известно, не существует предварительной оценки, составляет 3900 км ³ , причем 58% приходится на верхние 1000 м (рис.6). Большая часть дополнительных потенциальных объемов подземных вод, как пресных, так и USDW, находится в южной части Центральной долины (долина Сан-Хоакин и бассейн Туларе). В целом, большая часть объема подземных вод происходит из более доступных слоев выше 1 000 м, но более глубокие образования (1 000–3 000 м) по-прежнему составляют 26% пресной воды и 42% от общего объема воды в верхних 3 000 м.

Потенциальные дополнительные объемы пресных подземных вод (TDS <3,000 ppm) и потенциальные объемы USDW (TDS <10,000 ppm) по интервалам глубин в Центральной долине Калифорнии.Все средние значения BFW на округ составляют более 305 м (1000 футов) в рассматриваемых округах Центральной долины (Керн, Фресно, Йоло, Колуса и Солано). Поэтому мы предполагаем, что глубина, использованная для оценки объемов подземных вод в исх. 32 составляет 305 м (1000 футов).

Давление повышается.

Восходящая миграция соленой воды, вызванная повышением давления, вызванным закачкой воды и / или других жидкостей, может происходить в экстремальных сценариях и с большей вероятностью вызвать загрязнение USDW, чем более мелководные пресноводные зоны ( SI Приложение ).Повышение порогового критического давления (ΔPcrit), для которого более высокие значения ΔPcrit указывают на более низкий риск загрязнения подземных вод, сильно варьируются и варьируются от нуля до нескольких бар (1 бар = 10 ⁵ Па). Самые высокие значения ΔPcrit наблюдаются в округе Фресно, за которым следует округ Керн. Отрицательные значения ΔPcrit, указывающие на больший потенциал нисходящей миграции воды, чаще встречаются в южных округах, особенно в Лос-Анджелесе и Керн.

Обсуждение

Расширение водных ресурсов Калифорнии за счет глубоких подземных вод.

Большие объемы пресных и соленых подземных вод площадью 2 200 км ³ находятся в наиболее физически и экономически доступной вершине 1 000 м в Центральной долине. Учет глубоких (но относительно пресных) грунтовых вод может существенно расширить ресурсы подземных вод Калифорнии, что имеет решающее значение, учитывая нынешнюю нехватку воды в штате. Дополнительный сбор данных и доступ к данным о глубине скважин подземных вод Государственного управления водных ресурсов необходимы для уточнения оценок подземных вод первого порядка, представленных в этом документе.Данные о разработке месторождений нефти и газа представляют собой потенциально большое хранилище данных, на котором мы можем анализировать ресурсы глубинных подземных вод. Совершенствование работы по сбору и синтезу данных для разработки месторождений нефти и газа может иметь дополнительные преимущества в виде более точной характеристики глубинных водоносных горизонтов подземных вод.

В дополнение к большему количеству данных необходимы дополнительные исследования для изучения потенциальных «нежелательных» результатов, вызванных или усугубляемых использованием более глубоких подземных вод, таких как те, которые изложены в Законе об устойчивом управлении подземными водами Калифорнии (39).Например, исследования по моделированию потока подземных вод можно использовать для изучения вероятности «значительного и необоснованного сокращения запасов подземных вод» (39). «Значительное и необоснованное проседание земли» (39), вызванное более глубоким извлечением грунтовых вод, может быть оценено с помощью геомеханического моделирования и моделирования потоков жидкости, а также путем анализа связанных процессов, включая оседание грунта, вызванное неглубоким забором грунтовых вод (39) и добычей нефти (40, 41) .

Для опреснения умеренно соленой воды (∼7000 ppm) требуется ∼1.3 кВтч / м ³ энергии, тогда как для опреснения морской воды требуется 2,6–3,7 кВтч / м ³ энергии (13, 42). Опреснение соленых грунтовых вод из неглубоких водоносных горизонтов (∼100 футов) в прибрежных районах уже экономически целесообразно, о чем свидетельствует установка опреснения грунтовых вод Ричарда Рейнольдса в Чула-Виста, Калифорния, которая расширяется, чтобы удвоить производство (43). Для более глубоких водоносных горизонтов могут возникнуть дополнительные расходы, связанные с обработкой антропогенных или естественных загрязнителей, таких как радий (44).Тем не менее, во внутренних регионах, таких как Центральная долина, грунтовые воды на средних глубинах, например <1000 м, могут быть экономически эффективным альтернативным источником воды для опреснения или другой очистки.

Разработка нефти и газа.

Данные DOGGR, которые мы проанализировали, показывают, что нефтегазовая деятельность имела место в USDW во всех округах и в пресноводных зонах в большинстве южных округов (Вентура, Санта-Барбара, Керн и Фресно). В проанализированных округах имеется 192 925 скважин из 222 637 скважин в Калифорнии (87%) и 360 из 509 нефтяных и газовых месторождений (71%).Доступные 34 392 глубины этих 192 925 скважин варьируются от 0 до 8 696 м, при этом многие скважины проникают через различные пласты. Проблемы целостности ствола скважины возникают в самых разных скважинах и условиях и связаны с утечкой жидкости (45–50). Некоторые из существующих скважин потенциально могут действовать как пути утечки и соединять более глубокие, более соленые образования с более мелкими и пресными грунтовыми водами (51, 52). Кроме того, в крайних случаях небольшое повышение давления может вызвать миграцию соленой воды в пригодные для использования зоны подземных вод.Следовательно, USDW и пресноводные зоны в некоторых местах могут быть уязвимы для загрязнения, вызванного разработкой нефти и газа.

В отличие от концепций уязвимости, показать прямое воздействие на ресурсы подземных вод глубже ∼100 м в Калифорнии или где-либо еще редко возможно, потому что ниже глубины обычных бытовых водозаборников мониторинг проводится очень мало или вообще не проводится. Калифорния недавно закрыла 56 нагнетательных скважин для утилизации нефтегазовых вод, поскольку сточные воды перекачивались в потенциально пригодные для питья водоносные горизонты (53).Поскольку тестирование и мониторинг подземных вод, особенно более глубоких ресурсов, проводятся редко, очень мало известно о потенциальном воздействии такой деятельности. Недавно принятый в Калифорнии закон о стимулировании скважин (Закон штата 4) должен предоставить некоторые данные мониторинга подземных вод, связанных с гидроразрывом пласта в штате. Тем не менее, требование к мониторингу началось только в июле 2015 года.

Закачка жидкости в более глубокие пласты, например, водоотведение и заводнение для повышения нефтеотдачи, продолжается и будет продолжаться в Калифорнии (54, 55).Кроме того, в ближайшие десятилетия могут быть введены геологическое хранение CO ₂ (56, 57) и гидроразрыв сланцевых пластов с более высоким давлением и закачкой объема (54). Чтобы обнаружить возможные случаи заражения, в результате нашего анализа возникают два вопроса. На какой глубине следует проводить мониторинг грунтовых вод в Калифорнии и других местах? В какой степени этот мониторинг должен включать не только более глубокие пресные воды, но и USDW? Программа мониторинга, учитывающая протяженность пресноводных зон и USDW, как по горизонтали, так и по вертикали, необходима для защиты обильных и более глубоких полезных ресурсов подземных вод Калифорнии.

Выводы

В заключение мы находим:

• i ) Предполагаемые объемы пресных подземных вод в Центральной долине почти утроены до 2700 км. ³ с включением пресных подземных вод с глубин до 3000 м. Долговые воды, объемы которых ранее не были определены количественно, также обеспечивают дополнительные объемы подземных вод, в результате чего общий объем в верхних 3 000 м 3 составляет 3 900 км ³ в Центральной долине.

• ii ) В восьми округах по всей Калифорнии до 35% исторической нефтегазовой деятельности происходило непосредственно в USDW, тогда как до 19% активности приходилось на пресноводные зоны.

• iii ) Вертикальная миграция соленой воды в пресноводные зоны и USDW может произойти в экстремальных сценариях, но с большей вероятностью вызовет загрязнение более глубоких USDW, чем более мелководных пресноводных зон.

Штаты, такие как Техас и Флорида, и страны, включая Китай и Австралию, уже опресняют солоноватую воду для удовлетворения своих растущих потребностей в воде (13). Хотя мы подчеркиваем важность данных о глубоких подземных водах в Калифорнии, другие регионы и страны могут также иметь дополнительные полезные ресурсы подземных вод, которые необходимо охарактеризовать, контролировать и защищать (58).

Материалы и методы

Доступность данных.

Мы собираем и анализируем имеющиеся данные из базы данных скважин DOGGR (31) и таблиц данных DOGGR (28⇓ – 30) для восьми округов Калифорнии (рис. 1). Восемь выбранных округов охватывают все шесть районов DOGGR и содержат 89% скважин в базе данных скважин DOGGR (31) ( SI Приложение и набор данных S1). Мы рассматриваем в общей сложности 360 нефтегазовых месторождений (из 509), для которых у нас есть 938 точек солености и 495 точек данных TDS из таблиц данных DOGGR (28⇓ – 30).Данные BFW доступны для 316 полей. Для данного нефтегазового месторождения данные о солености пластовой воды, TDS, давлении и температуре доступны для 22 залежей, представляющих пласты на разных глубинах. Мы также используем 34 392 доступные глубины скважин в базе данных скважин DOGGR (31).

База USDW.

Мы оцениваем базу USDW, zU (длина), для каждого пула, предполагая приближение первого порядка увеличения солености или TDS с глубиной в данном месте: zU = zBFW + zF − zBFWsF − sBFW (sU − sBFW), [ 1]

, где zBFW — глубина BFW нефтяного и / или газового месторождения (длина; также обозначается просто BFW), zF — средняя глубина засоленности или точка данных TDS и соответствует нефти / газу. бассейн (длина), sF — средняя соленость или концентрация TDS в нефтегазовом пласте, содержащем соленую воду (ppm), s _U — соленость или концентрация TDS в основании USDW (ppm), и sBFW — соленость или концентрация TDS на BFW (ppm).Подробная информация об источниках данных для каждой переменной представлена ​​в Приложении SI .

Нефтегазовая деятельность в пресноводных зонах и долларах США.

Чтобы количественно оценить возникновение нефтегазовой деятельности в пресноводных зонах или USDW, мы используем два подхода: ( i ) данные TDS нефтегазовых залежей в таблицах данных DOGGR (28⇓ – 30) и ( ii ) ) сравнение глубин нефтегазовых скважин в базе данных скважин DOGGR (31) с соответствующими значениями BFW или zU на площади месторождения и на уровне бассейна, соответственно.Подробная информация о двух подходах приведена в Приложении SI .

Объемы подземных вод.

Предыдущие объемы подземных вод для четырех субрегионов системы неглубоких подземных вод Центральной долины (рис. 1) оцениваются в 210 км ³ для долины Сакраменто, 197 км ³ для долины Сан-Хоакин, 456 км ³ для бассейна Туларе, и 160 км ³ для Дельты (32). Эти оценки основаны на глубинах, которые считаются меньшими, чем у BFW, и 1000 футов (305 м) (32).Мы масштабируем эти оценки объема подземных вод для Центральной долины на основе глубины, солености или концентрации TDS и относительного уменьшения пористости с глубиной, доступных в таблицах данных DOGGR (28–30). Мы оцениваем оценку ресурсов подземных вод Wi, j, k (длина ³ ) для зоны глубин i , региона Центральной долины j и качества воды k как Wi, j, k = W0, jdid0θi, jθ0 , jri, j, k, [2]

где W0, j — объем подземных вод, оцененный для региона Центральной долины j в исх.32 (длина ³ ), di — диапазон вертикальной глубины зоны и (длина), d0 — диапазон вертикальной глубины в оценках объема в исх. 32 (длина), θi, j — пористость в глубинной зоне и в районе Центральной долины j , θ0, j — пористость в исходной глубинной зоне в районе Центральной долины j , а ri, j, k представляет собой долю данных с соленостью или концентрациями TDS, которые составляют <3 000 ppm ( k = пресная вода) или 3 000–10 000 ppm ( k = USDW).Мы предполагаем, что среднее значение по округам Йоло и Колуса является репрезентативным для долины Сакраменто, что округ Фресно является представителем долины Сан-Хоакин, что округ Керн является представителем бассейна Туларе и что округ Солано является представителем дельты. Мы рассматриваем три зоны глубин, 0–1000, 1000–2000 и 2000–3000 км, и оцениваем объемы пресных подземных вод (<3000 ppm) и USDW (<10 000 ppm) (набор данных S3).

Давление повышается.

Повышение давления ΔP (массовая длина ⁻¹ время ⁻² ) в геологической формации, хранящей воду, нефть и / или газ, может быть связано с антропогенной деятельностью, такой как нагнетание сточных вод и других флюидов.Мы сосредотачиваемся на горизонтальном распространении этого повышения давления внутри нагнетаемого пласта, а не на фактической горизонтальной миграции флюида. Для восходящей миграции воды требуется минимальное значение ΔP для данного расстояния вертикальной миграции. Этот минимум ΔP называется здесь повышением порогового критического давления ΔPcrit (массовая длина ⁻¹ , время ⁻² ) (38, 59). Мы оцениваем ΔPcrit, необходимое для более глубоких соленых вод для достижения BFW (ΔPcrit, BFW) и основания USDW (ΔPcrit, USDW). Дополнительные сведения приведены в приложении SI .

Благодарности

Мы благодарим Стэнфордский университет и Институт энергетики Прекурта; Доминику ДиДжулио, Салли Бенсон, лабораторной группе РБДж и лабораторной группе Салли Бенсон за полезные комментарии и идеи; и анонимного рецензента и Престона Джордана за полезные обзоры и время, потраченное на обсуждение статьи. Мы признательны Национальному институту продовольствия и сельского хозяйства США за постдокторскую стипендию 2016-67012-24686 (M.K.) Министерства сельского хозяйства США и Стэнфордскую инициативу по природному газу (R.Б.Дж.).

Сноски

• Автор: М.К. и R.B.J. спланированное исследование; М.К. и R.B.J. проведенное исследование; М.К. проанализированные данные; и М.К. и R.B.J. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1600400113/-/DCSupplemental.

Доступно бесплатно в Интернете через опцию открытого доступа PNAS.

Информация о качестве воды — подземные воды и температура