Человек не может обойтись без воды, здесь сказываются потребности в физиологических нуждах и кроме того необходимость иметь также и техническую воду на своем участке. Хорошо если Вы имеете централизованное снабжение или по близости протекает река, а может расположено озеро, в этом случае проблема обеспечения себя водой отчасти решена. Для тех у кого нет таких альтернатив, правильным решением будет пробурить скважину или выкопать колодец.
В данной статье мы расскажем о колодце, его строении, особенностях при его выкапывании и эксплуатации.
Выбор места под колодец
Первое конечно это удобство эксплуатации, близость к местам где непосредственно и будет использоваться вода. Теперь расскажем о критериях при условии которых стоит перенести желаемое место, так как успех мероприятия будет под вопросом или вода будет ненадлежащего качества:
- необходимо знать, что вода, проходя верхние водопроницаемые слои, может сильно загрязняться, если поблизости имеются большие источники загрязнения. Поэтому нельзя устраивать колодец около мусорных, компостных и навозных куч, а также в районе слива сточных вод. Колодец, расположенный на уклоне, всегда должен располагаться выше имеющегося источника загрязнения.
- также надо учитывать местную гидрогеологическую ситуацию - в болотистой местности вода из колодца не будет питьевой - в него будет проникать верховодка вместе с тем, что ей встретится на поверхности.
Откуда будет вода в колодце
Атмосферная вода (дожди, росы и т.д.) обычно скапливается на уровне в глубине земли чуть выше водоупорного слоя, состоящего из довольно плотной жирной глины.
Кроме того естественно под землей глубже водоупорного слоя находятся грунтовые воды, грунтовая вода подразделяется на следующие виды:
верховодка (вода, отбираемая с глубины до 5 м);
почвенная (вода, отбираемая с глубины до 10 м);
грунтовая (вода, отбираемая с глубины до 40 м);
артезианская (вода, отбираемая с глубины более 40 м).
Расчет потребности в воде и выбор диаметра для колодца
Для водоснабжения небольшого участка - полив, собственные нужды необходимо 1-2 м3 воды, при этом стоит заметить что полное заполнение колодца после его осушения произойдет примерно от 2 до 12 часов, что зависит от его объема (маленький объем заполняется быстрее), сезона и особенностей места. Принимаем условия, что колодец будет "осушаться" раз в сутки. Высота (H) воды при заполнении составляет порядка 0,8 - 1 м, высчитываем диаметр колец.
Объем V= Пи*R2*H; R = корень из (V/H*Пи) = корень из 1/0,8*3,14=корень из 0,63 = 0,56 м. Диаметр = 1,12 м
То есть при условии, когда вам надо 1м3 воды в сутки при высоте уровня в колодце 0,8 метра диаметр кольца должен быть порядка 1 метра. Стоит еще раз напомнить об особенностях - времени регенареции воды в колодце, о высоте наполняемости, но при всем желании более 1,5-2 кубических метров в сутки с такого колодца как правило вы не получите, а если и да, то это будет исключение а не правило.При этом стоит заметить, что при частом заполнении, вода в колодце не будет успевать отстаиваться, что повлияет на ее качество, если вы берете воду в том числе и для питья.
То есть подходящее кольцо КС 10-9 (имеющие следующие размеры: высота - 90 см, внутренний диаметр - 100 см, толщина стенки колодца - 80 мм, вес кольца - 700 кг.). При больших потребностях, выбирайте большие кольца например КС 15-9. Бетонные кольца для колодца - это главный материал для сооружения колодца.
Считается, что лучше использовать бетонные кольца для колодца с замком. Бетонные кольца для колодца с замком способны обеспечить лучшую плотность соединений, что дает возможность предохранить саму шахту колодца от смещений. Бетонные кольца для колодца с замком имеют такую плотность соединений, что обеспечивают высокую водонепроницаемость колодца. Кольца колодца с замком имеют один единственный недостаток - они стоят дороже, чем обычные бетонные кольца для колодца. Гарантия на качественные кольца доходит до 50 лет. Более подробную информацию о кольцах, вы можете посмотреть в статье "Кольцо железобетонное".
Когда нужно копать колодец
Весной, в период таяния снегов, можно серьезно ошибиться с глубиной колодца из-за высокого уровня грунтовых вод: колодец, выкопанный в апреле может оказаться сухим зимой. Сезонные колебания уровня воды могут составлять 1-2 м. Поэтому лучше копать колодец зимой и осенью, когда водный горизонт имеет самый низкий уровень. Если уровень воды понизился, то можно углубить колодец кольцами меньшего диаметра.
Водоносный горизонт колодца
Водоносный горизонт (пласт водопроницаемой породы с определенной мощностью) может простираться до нескольких квадратных километров, по нему от мест водосбора вода перемещается от более высоких к более низким отметкам. Движение воды в водоносном горизонте - фильтрация - происходит по трещинам и порам в водосодержащей породе. Подземные реки движутся равномерно, без разрыва сплошного потока, с небольшой скоростью в ламинарном режиме. Ламинарным называется слоистое течение без перемешивания частиц жидкости и без пульсации скорости и давления. При ламинарном течении жидкости в прямой трубе постоянного сечения все линии тока направлены параллельно оси трубы, при этом отсутствуют поперечные перемещения частиц жидкости
Наиболее "ходовые" глубины колодца при наличии водоносного горизонта от 5 до 20 м. И, хотя встречаются колодцы и до 30 м, колодец на большую глубину чреват осложнениями и становится нерентабельным по сравнению с бурением скважины.
Как выкопать колодец
К сожалению ни СНИПов, ни ТУ с технологическими картами на строительство колодцев не существует. Как правило, колодец копает бригада из трех человек вручную. Для лучшего представления чего надо добиться, ниже приведена схема устаройства колодца.
Для облегчения работ необходимо запастись кое-каким оборудованием и приспособлениями. Лебедкой для того чтобы легко было доставать тяжелые ведра, изготовить треногу или в крайнем случае взять балку через которую будет перекидываться веревка или канат спускаемый в колодец.
Первый работает на забое с лопатой и ломом. Встречающиеся камни выворачиваются коротким ломиком, обвязываются веревками и извлекаются из колодца.
Второй - на устье колодца - поднимает ведро с помощью ворота на деревянных козлах и относит выработанную породу в отвал - рядом быстро растет куча глины. Третий в это время отдыхает, ждет пересменки. Работа ведется интенсивно, рабочие часто меняются. Температура воздуха в колодце на глубине более 3 м не превышает 10 С, высокая влажность, воздух в колодце не вентилируется. Искусствено вентилировать колодец можно например при помощи зонта, опуская и поднимая его в колодце, при этом микроклимат на забое несколько улучшиться.
Картина завораживает: смотреть, как копают колодец, интересно и жутковато. Наиболее популярным сейчас является строительство колодцев из ранее упомянутых железобетонных колец типа КС 10-9 или аналогичных с замком или плоским торцем. Вес кольца - 700-750 кг. Первое кольцо укладывают в выкопанную яму,
последующие - на опустившееся кольцо - сверху. Все происходит вручную, очередное кольцо просто накатывается на предыдущее. В случае если кольцо провалилось слишком глубоко, также можно навалить одно кольцо на другое, но при этом производитель железобетонных колец четко прописывает -"... погрузку и установку колец необходимо производить с помощью крана...". То есть в случае трещины или скола кольца, это будет только вашей виной.
Из-под нижнего кольца выбирается грунт,
и кольца под собственным весом опускаются, скользя по стенкам шахты будущего колодца.
Колонна наращивается, таким образом, вплоть до водоносного горизонта. Копая колодец в легком грунте - песке или сухом суглинке, за смену бригада укладывает 2-3 кольца. Грунты тяжелые (сырая глина, каменистый) превращают эту работу в каторжную. Приближение водоносного слоя определяется по заметному похолоданию - температура воздуха в колодце падает на 1-2 градуса, на стенках шахты появляются мини-роднички. При строительстве колодца в сухих прочных грунтах возможна другая схема, когда сначала роется шахта колодца, а затем в нее на штанге с помощью ворота опускаются кольца.
Защита колодца от поверхностных вод
В идеале кольца должны быть стянуты между собой металлическими скобами закрепленными болтами насквозь через стенку кольца. Второй момент - чтобы верховодка не попадала внутрь колодца, следует закладывать в шов между кольцами льяной канат и замазывать швы смесью цемента с жидким стеклом. Однако, дополнительно, с наружной стороны, когда кольца уже будут зарыты, следует обкопать колодец по кругу и наплавить как минимум по швам, а лучше по всей поверхности колец, гидроизоляционный материал. Многие копальщики колодцев будут отговаривать вас поступать таким образом, мотивируя тем, что качество воды испортится. Не верьте им - их мотив лишь для того чтобы работать поменьше. Качество воды пострадаяет в том случае, если верховодка будет попавдать в колодец, через шов, который рано или поздно все равно треснет. Выкопанное вокруг колодца прстранство следует заполнить синей глиной и уложить вокруг колец утеплитель - пенопласт. Это убережет колодец от замерзания
Водозабор будет происходить снизу. После того, как раствор схватится, проходка колодца продолжается. В водоносном горизонте, как правило, устанавливают от одного до двух колец. После этого все оставшиеся стыки изнутри заделываются раствором с добавлением жидкого стекла, дно колодца устилается слоем гравия высотой 20-30 см гравия (фракция 5-25 см), он будет служить фильтром для поступающей воды.
Затрубное пространство засыпается гравием и песком, сверху утрамбовывается глиной (глиняный замок) для предотвращения попадания в колодец дождевых и талых вод. Глина - хороший водоупор. Верхнее кольцо не заглубляют в землю для защиты от снега и грязи, гидроизоляцию стыка между верхним кольцом и всей колонной следует производить особенно тщательно. После того, как уровень воды в колодце станет достаточным для погружения насоса, следует произвести откачку воды, и повторять это как можно дольше: таким образом происходит «раскачка» колодца.
Стоит помнить, что во время сооружения колодца полностью отсутствует охрана труда. Работы эти крайне опасны и трудоемки, высок риск травматизма со смертельным исходом. При проходке шахты могут встретиться т.н. «пывуны» кольцо может прямо на глазах уйти в сторону, покалечив рабочего. Поэтому, при решении вопроса «копать или бурить» не забывайте и об этом тоже.
Обустраиваем колодец - оформление колодцев
Колодец завершается сверху навесом, в нем устанавливается деревянный ворот с металлической ручкой. К вороту крепится прочный шнур или трос. Непосредственно для крепления ведра используют отрезок цепи, что будет способствовать погружению ведра в воду. Навершие можно выполнить и в виде домика с двускатной крышей с откидывающейся дверцей, а верхнее, торчащее из земли кольцо можно задекорировать камнем, облицовочным кирпичом.
Хорошо смотрится колодец, оформленный в виде бревенчатого сруба. После того, как грунт вокруг колодца просядет, следует сделать отмостку из тротуарной плитки, поставить скамейку.
Кроме того колодец можно сделать не в классическом виде, а как своего рода ресурс водоснабжения дома, при этом с автоматизированными системами. Об этом далее
Незамерзающий колодец для водоснабжения дома.
У многих владельцев загородных домов и дач с индивидуальным колодцем для водоснабжения стоит проблема использования воды из него в зимнее время при нерегулярном проживании и температуре воздуха зимой 30 градусов и ниже.
Особенно остро эту проблему ощущают дачники, у которых уровень воды в колодце расположен очень близко к поверхности земли. И при этом доставку воды до потребителя (например, кран на кухне), очень хочется осуществлять насосом, а не долбить прорубь и ходить с ведрами.
В частности конкретный случай. Колодец 6 метров, вода стоит у самой земли 40-50 см от поверхности, соответственно пользоваться этим колодцем зимой нельзя, промерзает на 50-80 см и оттаивает только в конце мая. С трубами подводящих от колодца магестралей дела обстоят не лучше. В теории, если в трубе есть вода - она может замерзнуть, если воды нет то и мерзнуть нечему. Даже если разместить подводящую магистраль к колодцу ниже уровня промерзания(для Москвы это 1.5 м), все равно останется место (ввод в дом) где труба будет всегда наполнена водой и может замерзнув лопнуть. В случае если в доме живут наездами, вероятность разорванной трубы возрастает. Нам такое решение не подходит.
Схема проверенна в зимних условиях ниже на рисунке. Основная идея в том что в подающем трубопроводе вода находится не постоянно, а колодец утеплен и температура в нем даже зимой не опускается ниже +3 градусов без какой бы то ни было системы подогрева. В приведенной схеме используются 2 насоса.
Первый насос - погружной, он служит для поднятия воды из колодца, продавливания ее через фильтры и наконец, доставки в промежуточную емкость. Этот насос использован центробежного типа без обратного клапана. Вибрационные погружные насосы(типа "Малыш") работать так как надо не будут.
Второй насос, это собственно повышающая насосная станция любой конструкции. Мы используем ESPA. В промежуточной емкости установлен поплавковый переключатель, который управляет погружным насосом.
Сам колодец утеплен пенопластом на глубину 1.5 метра по периметру и вокруг него построен маленький домик из бруса сечением 10х10 см с крышкой и замком.
Домик из бруса и замок на нужны, для лучшей теплоизоляции колодца, насос мы из колодца не достаем он постоянно находится в колодце.
Подводящая магистраль сделана из 32 мм полипропиленовой трубы с уложенным по поверхности ее греющим кабелем и утеплена вспененным полиэтиленом для труб. Труба имеет наклон в сторону колодца. Глубина укладки под землю трубы не важна, так как воды в ней постоянно нет.
Работает система следующим образом. При подаче питания, по приезду на дачу и пустой промежуточной емкости, срабатывает поплавковый выключатель, который включает погружной насос. По наполнению емкости водой насос выключается, открывается воздушный обратный клапан, и вода под своей тяжестью вытекает из трубопровода через центробежный насос обратно в колодец, полностью освобождая трубопровод. Обратный клапан нужен для того чтобы вода сливалась не из всей системы (Работа засыпных фильтров подразумевает постоянный поток воды в одном направлении, если их баламутить то эффективность очистки снижается), а только из подающего трубопровода. Подогревающий провод нужен для страховки, вовремя особо сильных морозов. В постоянном его включении нет никакой необходимости, поскольку вода в трубопроводе присутствует 3-5 мин вовремя наполнения емкости. Все остальное время трубопровод пуст и замерзнуть не может.
При консервации системы надо слить воду только из емкостей внутри дома и то, только в том случае если дом в ваше отсутствие промерзает. Если в колодце вода достаточно хорошего качества и у вас нет необходимости в очистных фильтрах, то их из схемы можно удалить совместно с обратным воздушным клапаном. В таком случае погружной насос будет работать на открытую промежуточную емкость.
Что лучше колодец или скважина
Сравнивать колодец и скважину - некорректно. Даже скважина на песок превосходит колодец по технологичности. Следует при строительстве колодца также учитывать и расположение септиков, санитарные нормы требуют разносить их на 200 м, что на 6 сотках вряд ли получится. А скважина на известняк решает вообще все проблемы с водоснабжением: водоносный известняк есть везде (только на разной глубине, в Московской области от 20 до 200 м), срок службы - до 50 лет, объемы воды при этом можно достичь практически любые, это зависит только от мощности применяемого насоса.
То, что колодец - самый простой и дешевый вариант водоснабжения – тезис спорный. Но качество воды – под большим сомнением: водозабор происходит из безнапорных грунтовых вод, которые являются ничем иным, как отходами человеческой деятельности, слегка отфильтрованными грунтами. Весной и после дождей вода мутная. Если не отбирать постоянно воду – она застаивается, колодец, как и мелкая скважина, заиливается. Уровень воды зависит от количества осадков и сезонных колебаний, а в засушливое лето может и вовсе пересохнуть. Это в старые времена можно было колодезной водицы испить и на ноги встать, а сейчас от сырой воды из колодца можно ноги и протянуть. Раньше колодец сооружался для многочисленных потребителей, копали глубоко, отбор шел постоянный и интенсивный. Экология была девственна, а небеса прозрачны. В смысле - без кислотных дождей. Чтобы нам не уйти за колодцем – нужна скважина с водоочисткой. Да и то воду кипятить - обязательно.
Уход за колодцем
К колодцам любого типа предъявляются повышенные санитарные требования. В самом колодце и вокруг него всегда должно быть чисто. К колодцу минимум на 3 м не должны приближаться животные. Поэтому вокруг колодцев на расстоянии 6 м от них необходимо устроить ограждение. В открытые колодцы могут попасть насекомые, жуки, мыши, лягушки, кошки, а также листья с деревьев, дождь, снег, пыль, поэтому колодец должен быть закрыт плотной пыле-, водонепроницаемой крышкой. Крышка может быть изготовлена из дерева, металла, пластмассы.
Воду рекомендуется брать одним, так называемым общественным, ведром, прикрепленным к шесту, веревке, канату, тросу, цепи. При этом ведро должно храниться в закрытом колодце, подвешенным на крюк. Сверху ведро должно быть закрыто сеткой из нержавеющих материалов, например прутьев. Это не позволяет поить из него животных.
Два - четыре раза в год колодцы необходимо осматривать и очищать. При осмотре колодца невозможно тщательно обследовать толщу воды и дно из-за слоя воды, высота которой бывает от 1 м и более. В этом случае осмотр рекомендуется выполнять с помощью электролампы с рефлектором на длинном шнуре. Лучше всего электролампу поместить в стеклянный колпак. Это предохраняет сильно нагретую лампу от соприкосновения с водой и раскалывания. Можно применять обычный электрический фонарь достаточно сильного свечения. Можно выполнить осмотр и самым простым способом, для этого рано утром или вечером, когда солнце не очень высоко стоит в горизонте, используют так называемый солнечный зайчик. Двумя руками берут стекло размером примерно 20х30 см (можно и больше), становятся у сруба колодца и направляют лучи солнца так, чтобы они отражались от стекла и попадали на дно колодца. Благодаря этому простому способу очень легко просматривают дно колодца и определяют, что там находится.
При обнаружении постороннего предмета в воде или на дне колодца необходимо сразу принять меры к его удалению. В зависимости от глубины колодца некоторые предметы можно удалить с помощью шеста с крючком на конце или с сеткой. Если в воду попали мышь, птица, кошка, то воду из колодца необходимо полностью удалить, продезинфицировать колодец и только после этого наполнить свежей водой. Категорически запрещается конопатить неплотно выполненные швы. Прокладочный материал, не пропитанный мастикой, быстро гниет, осыпается и своими волокнами загрязняет воду, которую приходится процеживать сквозь частое сито. Применять пропитанные мастиками прокладочные материалы, например канаты, также нельзя, так как они остаются не заделанными, с них могут стекать капли воды, насыщенные мастикой, что портит вкус воды и делает ее малопригодной для питья. Это допускается только в колодцах, выполненных из железобетонных или бетонных колец. Там они не только находятся внутри кольца, но и пазы между кольцами замазаны с двух сторон цементным раствором.
В срубах из бревен, брусков или пластин пазы между ними еще на земле заполняют (промазывают) жирным глиняным раствором. Кроме того, оставшееся пространство или щель между срубом и грунтом заполняют глиняным раствором, что предохраняет воду в колодце от попадания в нее почвенной воды и верховодки. Во время строительства колодца необходимо предусмотреть устройство вокруг него замка из жирной мятой (густой) глины на глубине не менее 2,5 м от уровня земли и толщиной не менее 25-30 см, но лучше толще, а затем засыпку производить обычным грунтом.
От оголовка колодца на расстоянии 2,5 м или более рекомендуется уложить слой жирной мятой глины толщиной 20-25 см с уклоном в сторону, тщательно уплотнить этот слой, а затем покрыть его камнем-плитняком, бетоном, бетонными плитами или асфальтом. Оголовки, выполненные из дерева, должны быть очень плотными. Дополнительно оголовок обшивают с наружной стороны тонкими досками (тесом) толщиной 25-30 мм. Доски должны плотно прилегать друг к другу. Это необходимо для того, чтобы через щели в колодец не попали пыль, грязь, насекомые и т. д. Водопойное корыто следует отнести на 4-5 м за ограду, а воду наливать туда по желобу, сбитому из досок или вырубленному из ствола дерева.