Для снабжения дома водой в некоторых случаях применяется простое гидротехническое сооружение – абиссинская скважина. Строительство обходится минимальными трудовыми и финансовыми затратами, но проводится с учетом геологических особенностей местности. Необходимы важные сведения о свойствах грунта и залегании водоносного пласта.
Принципы работы абиссинской скважины
В 60-е гг. XIX в. во время войны в Абиссинии (Эфиопии) американский инженер Нортон предложил английской армии примитивную конструкцию, получившую название «абиссинский колодец». Устройство не требовало много времени для установки, так же быстро демонтировалось и переносилось в другое место, но вода в пустыне добывалась. Для подъема использовался ручной насос, сейчас преимущественно ставят электрические.
Это не колодец в классическом понимании, а погруженный в землю ствол из труб с фильтром и наконечником. Первый элемент служит для очистки воды от грубых частиц, сейчас его усовершенствуют, чтобы не пропускал и мелкие фракции песка. Наконечник длинный, постепенно сужается к концу, сам ствол вместе с ним – своеобразная игла для скважины – подходящая форма для забивания в землю.
Чтобы понять, что такое абиссинский колодец, нужно представить способ его изготовления. Классический метод – забивание, он наиболее часто применяется самостоятельными мастерами. Можно привлечь ручную или механическую буровую установку, но это специальная техника, которую придется арендовать или нанимать, что увеличит бюджет. Трубы забивают, пока наконечник не проникнет в водоносный горизонт.
Необходимо понимать, что такое абиссинская скважина, чтобы не ожидать от нее слишком многого. Скважина-игла вскрывает самые близкие водоносные слои, вода техническая, для потребления людьми без доочистки не используется. Ею поливают участок, используют для строительства, водоснабжения бани и других хозяйственных потребностей.
Если есть готовность вложить средства, дебит воды хороший, устанавливают дополнительные фильтры. Это целая система очистки, способная задерживать не только механические частицы, но и химические, биологические примеси. Вода становится пригодной для питья.
Когда дачники слышат про абиссинский колодец, что это такое, знают не все. После знакомства с устройством часто принимают решение соорудить его. Как вариант водоснабжения, когда участок только обустраивается, он вполне приемлем.
Смотрите видео об особенностях устройства абиссинского колодца и его отличиях от обычной скважины:
Конструктивные особенности скважины-иглы
С тех пор, как такую скважину впервые использовали, в ее конструкции не произошло кардинальных изменений – та же простота и примитивность. Бурение экономичное, легко выполняется одним человеком без спецтехники.
Скважина обеспечит дачный участок водой. Она работает 10, максимум 30 лет, время зависит от фильтра и труб. Чтобы продлить срок службы абиссинской скважины, придерживаются некоторых требований:
- используют качественные материалы;
- правильно выполняют монтаж;
- своевременно обслуживают.
Система дольше прослужит, если периодически промывать или продувать ее. Работы выполняют, если начал падать напор воды – забился фильтр-игла для абиссинского колодца.
Для изготовления рекомендуется применять нержавеющую проволоку и сетку из такого же материала, припаять к трубе.
Используют только оловянный припой – свинцовый отравляет воду. Самое сложное в устройстве – правильно определить глубину. Фильтр скважины на воду должен полностью уйти в водоносный горизонт.
Абиссинский колодец не рассчитан на применение зимой – может замерзнуть вода, которая постоянно находится в трубах.
При необходимости использования в холодное время насос устанавливают в помещении, если его производительность позволит закачать воду.
Типовая схема устройства
Конструкция состоит из наконечника, фильтра и ствола, который наращивают в длину при забивании. По нему вода поднимается на поверхность. Вторая часть, которая используется только при бурении, – копер. Это треножник и тяжелая баба в роли молота. Она цилиндрической формы с отверстием внутри. Диаметр такой, чтобы свободно скользила по трубе без перекосов. Если отверстие больше, добавляют трубу подходящего диаметра.
К бабе привязаны веревки, перекинутые через блоки на вершине треножника. Ими груз поднимают и опускают. Он всей массой ударяет в подбабок, который жестко закреплен на отрезке трубы. Это своеобразный хомут из 2 частей, напоминающий наковальню, площадью немного больше бабы. Когда отрезок ствола почти полностью забивается, подбабок снимают. Следующий кусок трубы присоединяют через муфту, над ней закрепляют хомут-наковальню.
Наращивание ствола и забивание продолжают, пока фильтр не войдет в водоносный пласт.
Такие простые приспособления и технологию используют, чтобы устроить абиссинские скважины.
Особенности изготовления ствола
Для устройства скважины необходимо купить материал, из которого сделать самостоятельно или заказать изготовление деталей. Понадобятся:
- Стальные бесшовные трубы с толстыми стенками. Наружный диаметр – 25–40 мм. Толщина ствола не оказывает влияния на приток воды, но констуркцию большого диаметра труднее забивать.
Железный наконечник длиной 10 см. Его точат на станке, придавая коническую форму. Ширина верхней части больше диаметра ствола на 1 см – при забивании трубы меньше трутся о землю. Сварные конструкции не используют – они не выдержат нагрузки.- Плотная стальная сетка для фильтра тонкой очистки. Он предотвращает попадание в ствол мелких песчинок.
- Резьбовые муфты и сгоны для удлинения ствола. Лучше нарезать резьбу на концах простой плашкой или клуппом, чтобы не использовать сварку для присоединения сгонов.
Трубы разрезают на куски длиной не более 1,5 м – бурильщики называют их штангами. Размеры продиктованы удобствами в работе, точная длина определяется в зависимости от высоты треноги. Ствол наращивают, когда предыдущий отрезок почти полностью уйдет в землю. Для герметичности соединений на резьбу наматывают сантехническую паклю.
Первый отрезок делают длиной 1 м, чтобы он полностью вошел в водоносный слой. На его конец приваривают наконечник, с другой стороны устанавливают простой обратный клапан. Это шарик, который пропускает воду наверх и не дает уйти вниз.
Из первой штанги делают простой фильтр для приема воды – сверлят отверстия на 8 мм в шахматном порядке. Перфорировать начинают, отступив 15 см от наконечника, шаг между рядами 5 мм, чтобы не ослабить трубу.
Не экономят на муфтах, не покупают изготовленные кустарно.
Если резьба некачественная, она не выдержит нагрузки при забивке ствола, соединения разрушатся. Придется поднимать, снова проходить скважину.
По такой схеме иногда с небольшими доработками делают абиссинские колодцы.
Усовершенствование допотопного фильтра
Фильтр из перфорированной трубы не пропускает в ствол гравий и гальку, но более мелкие частицы проходят беспрепятственно. Его модернизируют, чтобы увеличить степень защиты. По трубе укладывают нержавеющую проволоку с расстоянием между витками 4 мм. Сверху плотно наматывают нержавеющую сетку П52, припаивают. Такой усовершенствованный фильтр не пропускает мелкие фракции песка, взвешенную глину.
Простота устройства не исключает четкого соблюдения правил:
Материал для сетки фильтра – только нержавеющая сталь. Латунь или другие цветные металлы не допускаются: с железом образуется гальваническая пара, на этом месте быстро появляется сквозное коррозионное отверстие.- Наконечник должен быть шире фильтра. Если условие не соблюдается, при забивке штанги сетка с проволокой оторвутся.Использование чугунных труб допускается, кроме первого водоприемного элемента.
- Доработка оптимизирует качество воды, препятствует заиливанию.
Пошаговая инструкция по обустройству
Сооружение абиссинского колодца своими руками начинают с подготовки всего необходимого: треноги, труб, муфт, бабки, хомута-наковальни и т. д. Затем приступают непосредственно к работе.
Выкапывают дерн, буром проходят скважину до 1 м. Вставляют первое звено с наконечником, проверяют уровнем вертикальность, фиксируют, используя доску с вырезом.
Устанавливают на муфту вторую часть, наматывая в месте соединения для герметичности паклю или специальную сантехническую нить. Над муфтой надежно хомутом фиксируют наковальню, сверху насаживают бабку. Поднимают ее за веревки и отпускают. Она всей массой ударяет в подбабку, заставляя ствол уйти в землю.
Проход за 1 раз абиссинской скважины своими руками зависит от свойств почвы.
Отдельная штанга забивается в песок за 5–8 ударов бабки, в глину идет намного медленнее. Когда наковальня опустится до уровня почвы, ее и бабку снимают. Накручивают следующий отрезок и повторяют предыдущие действия. Когда скважина достигнет предполагаемого уровня водоносного слоя, через каждые 0,5 м подливают воду. Когда фильтр достиг водного горизонта, она из ствола быстро уходит. Если нет сведений о водоносном пласте, скважина-игла своими руками проверяется с 3 м.
Более действенный способ – приспособление, применяемое профессиональными бурильщиками. Это металлический стакан, привязанный на веревке и перевернутый вверх дном. Когда его опускают в скважину, от прикосновения к зеркалу воды раздается характерный хлопок. Если ничего подходящего найти не удастся, используют отрезок трубы, которая тоже издает звук от контакта с водой.
Когда водоносный слой достигнут, проходят еще до 1 м. Сверху устанавливают насос и прокачивают скважину. Сначала идет вода с песком, но затем постепенно начинает светлеть, пока не пойдет чистая.
Приступают к обустройству абиссинской скважины. На место вынутого грунта подсыпают песок, укладывают арматуру, заливают бетоном. Делают с уклоном, чтобы стекала вода. Можно сделать дренаж, тогда уклон выполняют в его сторону. В завершение подключают насос или насосную станцию.
Этапы установки и эксплуатация абиссинской скважины:
Условия для сооружения абиссинской скважины
Грунты имеют различные свойства, среди них встречаются:
- твердые из каменных пород;
- пластичные – глина и суглинки, супеси;
- сыпучие из песка, гравийных и подобных отложений.
Для устройства скважин бурильщики пользуются профессиональным оборудованием, которого у домашнего умельца нет. С помощью наконечника проходят лишь сыпучие и пластичные грунты. Если встретится валун, лучше не пытаться разбить его. Легче вынуть ствол, перенести на другое место и начать бурить скважину по-новому.
Кроме ограничений, связанных со свойствами породы, существуют связанные с высотой водного зеркала. В тонкоствольную скважину невозможно завести насос, используется поверхностный. Максимальное расстояние, с которого поднимают воду большинство моделей, – 8 м.
Даже если в технических характеристиках указаны возможности больше, учитывают, что 10 м горизонтального перемещения воды равняются 1 м по вертикали. Насосные станции рекомендуется устанавливать в закрытых помещениях, а они часто на большом удалении от скважины.
Возможны два пути решения проблемы. Рядом с точкой водозабора устраивают приямок для установки насосной станции. За счет близкого расположения увеличиваются возможности насосного оборудования. Другой способ – установить ручной насос или эрлифт.
Сам себе гидрогеолог
Простота устройства скважины не исключает подготовки к работе. Кроме материалов и приспособлений, важно иметь сведения о свойстве грунтов и расположении водоносного слоя.
Самый простой способ – осмотреть близлежащий источник питьевой воды, расспросить тех, кто его копал, о грунте. Смотрят, на каком расстоянии вода. Возможно, в селении есть частная скважина, хозяин которой тоже даст информацию о воде, какие грунты встречались при бурении скважины.
На равнинах породы и вода расположены почти горизонтально, незначительные изменения связаны с рельефом. Этим объясняется возможная разница между существующей и планируемой скважиной. Вскрывается верхний пласт водоносных слоев, иногда следующий за ним. Поэтому о стабильности уровня говорить не приходится – он меняется в зависимости от сезона и осадков.
Этот вопрос тоже следует выяснить у хозяина колодца или скважины: какой уровень максимальный, когда наибольший спад. Сведения важны, чтобы при нехватке воды в верхнем пласте пройти к расположенному ниже.
Другие способы поиска воды связаны с косвенными приметами:
- на поверхность выходят родники и ручьи;
- на участке много мать-и-мачехи, конского щавеля, чистотела;
- растут ясень, дуб, сосна, рябина, вяз, боярышник.
Знания о грунте потребуются даже для того, чтобы выкопать приямок. Если уровень грунтовых вод высокий, вариант не пройдет – электродвигатель насоса в сырости долго не работает.
При сыпучих грунтах понадобится опускать обсадные трубы, чтобы стенки не обвалились и не засыпали ствол так, что его невозможно будет вынуть при необходимости.
Полезные советы
Срок службы скважины увеличивается при регулярном использовании. Линза, окружающая фильтр, не меняет размеров, вода чистая, дебит не уменьшается.
Если используется сезонно, на зиму консервируют. Сливают воду, снимают насос или накрывают пленкой от снега и подтапливания. Весной скважину прокачивают.
На зиму утепляют трубы и оголовок. В регионах с теплым климатом хватит немного минеральной ваты и пленки. Если зимы суровые, этого недостаточно: понадобится более качественное утепление и даже нагревательный кабель. Устройство кессона обойдется дороже скважины, поэтому делают нечасто.
Пример утепления скважины:
При забивке конструкции следят за строго вертикальным размещением фильтра. Если он уйдет в землю с перекосом, быстро заилится, постепенно перестанет поступать вода.
Данный способ устройства скважин по описанной технологии не единственный. Вместо стальных труб можно использовать пластиковые, из железа только фильтр и наконечник. Забивают другим способом: в ствол опускают толстый прут или трубу меньшего диаметра, бьют по ней. Усилие передается на наконечник, который вместе с трубами уходит в землю.
Устройство абиссинской скважины – хороший вариант для обеспечения технической водой дачного участка. Качественные фильтры позволят использовать ее для питья и приготовления пищи.
