Строить или не строить: взвешиваем плюсы и минусы ↑
Если есть возможность обеспечить именно такой тип водоснабжения на участке, то лучше действительно остановиться на нем. Преимущества абиссинского колодца неоценимы, но далеко не всегда его обустройство целесообразно. Бывает и так, что построить его невозможно или настолько трудно, что лучше отказаться от этой затеи и выбрать другой тип источника.
Удобство водоснабжения с помощью абиссинского колодца ↑
- Простота и дешевизна. Скважина-игла – самый простой способ получить воду. Чтобы ее обустроить, нужно минимальное количество ресурсов.
- Скорость. На все работы уйдет максимум 10-11 часов.
- Высокое качество воды. Из-за особенностей конструкции в воду не попадают загрязнения с поверхности земли, она остается чистой независимо от внешних факторов. Концентрация растворенного железа в воде обычно низкая, не нужны специальные фильтры.
- Длительное время эксплуатации. Скважины служат по 10-30 лет. Срок зависит от качества труб. Если они выбраны правильно, конструкция прослужит еще дольше.
- Высокий дебит. Вода хорошо просачивается через песок, поэтому водоотдача пласта высока. Дебит составляет 0,5-3 куб.м/час, иногда даже 5 куб.м/час. Этого достаточно для обеспечения всех бытовых нужд и полива огородных растений.
- Возможность демонтажа. При необходимости сооружение можно разобрать и перенести на новое место.
- Компактность. Сооружение занимает мало места и может быть установлено где угодно.
- Сохранение ландшафта. При строительстве абиссинского колодца можно обойтись без тяжелой техники и спецоборудования. Это позволяет сохранить ландшафт участка, не нужно обустраивать подъездные пути.
- Можно поднять воду вручную. В местностях, где часто отключают электроэнергию, владельцы абиссинских колодцев перестраховываются, устанавливая, помимо насосов, ручные качалки. Это гарантирует «запасный выход», если электричество пропадет надолго. Из-за небольшой глубины залегания нет проблем с ручным перекачиванием воды.
Вода в абиссинском колодце всегда остается кристально чистой
Какие трудности могут возникнуть при строительстве скважины-иглы ↑
Конструкция очень «требовательна» к геологическим условиям. Если вода проходит в слое песка и щебня и залегает на нужном уровне, то проблем не будет. Но если глубина хоть немного больше, возникнут трудности из-за насосов. Теоретически с помощью поверхностных насосов воду можно поднимать с глубины до 10,3 м. Вероятно, в лабораторных условиях так и есть. На практике КПД устройств низкий, из-за этого и гидравлических потерь максимально допустимая глубина – 8-9 м.
Если решать проблему, опуская насос к зеркалу воды, то придется копать кессон. В результате конструкция обойдется значительно дороже, целесообразность такого мероприятия под большим вопросом. Если же в качестве решения выбрать погружной насос, то вряд ли колодец можно будет назвать абиссинским. Но такой вариант тоже возможен. В этом случае устанавливают не полуторадюймовые трубы, а диаметром в 133-159 мм и используют центробежные погружные устройства. Подойдут насосы «Ручеек», «Инзер», «Водолей-3», «Малыш».
При глубине залегания водоносного пласта более 8 м можно установить компактный погружной насос
Технология создания скважины
Абиссинский колодец обустраивают двумя способами: забивкой или бурением скважины. Для осуществления первого метода применяют так называемую забивную бабу, а в процессе работы в трубу периодически льют воду. В тот момент, когда вода резко уйдёт в грунт, трубу вкапывают ещё на 50 см, а затем монтируют насос. Забивной способ хорош в том случае, когда вы создаёте колодец самостоятельно, но метод этот не лишён недостатков. Во-первых, если на пути трубы попадётся валун, игла может полностью испортиться. Во-вторых, при забивании колодца можно пропустить водоносный слой.
Второй способ, предполагающий бурение скважины, требует помощи мастеров и привлечения специального оборудования, зато при осуществлении этого метода вы гарантировано найдёте воду в колодце.
Забивать скважину-иглу можно несколькими способами:
- При помощи скользящей бабки и подбабка – специальной детали, которая плотно охватывает трубу и не соскальзывает вниз. В процессе забивания иглы рабочий поднимает бабку и с силой опускает её вниз, на подбабок. Деталь постепенно перемещают вверх по трубе и работают таким же способом до тех пор, пока не будет найден водоносный слой.
- Второй метод создания абиссинского колодца – забивка торцевой бабкой с заглушкой. В подобном случае удар приходится на верхнюю часть трубы, заглушка же устанавливается на торце для того, чтобы обезопасить резьбу от повреждения. Этот способ хорош тем, что позволяет использовать максимальную силу удара.
- Забивать скважину можно и при помощи штанги. В этом случае нет опасности согнуть трубу, а сам процесс происходит легче и быстрее. Забивную штангу можно сделать из шестигранника или круглого прута. Отдельные части прутков скручивают между собой с помощью резьбового соединения. Чтобы после окончания работы штангу можно было извлечь из земли, длина её должна быть большей, чем глубина залегания водоносного слоя.
Бурение
Этот способ используется часто для прохождения грунта до плывуна, как называют насыщенный водой песчаный слой, который из-за своей рыхлости может осыпаться сразу после продвижения в нем бура. Чтобы избежать этого, бурение скважины совмещают с погружением обсадной трубы.
Буры для производства абассинской скважины иглы можно сварить в домашней мастерской. Оптимально использовать две модификации:
- рамочный бур, представляющий собой П-образную конструкцию, и использующийся для прохождения плотного глинистого слоя,
- рамочный бур с цилиндром, который установлен внутри рамки и служит для сбора и последующей эвакуации грунта из канала.
Технология бурения достаточно проста – прохождение слоев грунта осуществляется последовательно, с постепенным наращиванием рабочей части штангами. На этапе бурения буром с цилиндром лучше использовать лебедку (покупную или собранную самостоятельно из стартера и троса, оснащенных ограничительными шайбами и установленных на подставку). Такое приспособление позволит легко извлекать из канала бур, штанги и скопившийся в цилиндре грунт, которые в сумме дают немалый вес.
Забивка бабкой с подбабком
Подбабком называют конусообразный элемент, закрепленный на штанге с помощью упорной шайбы. Несложная конструкция позволяет достичь максимальной эффективности.
Скользящая по штанге бабка, падая после подъема, отдает подбабку энергию, благодаря чему штанга входит в грунт. Для того чтобы избежать разрушений, конус подбабка должен быть изготовлен из более прочного материала, чем бабка. Упорная шайба не дает конусу слететь со штанги даже при очень сильных ударах. Напротив, в это время он «садится» еще прочнее.
Забивка бабкой с заглушкой
Для реализации этого способа используют не скользящую по штанге, а торцевую бабку. Для защиты резьбы штанги в верхней части устанавливается заглушка. Рекомендуется использовать бабки от 30 кг и более.
Забивка штангой
Оборудование для забивки штангой – шестигранные пруты, диаметр которых позволяет поместить их в колонну. Каждый из них снабжается резьбой для наращивания длины (внутренней с одной стороны и наружной с другой). Для надежности крепления длина участков с резьбой должна быть не менее 2 см. Процесс забивания обсадной трубы, погруженной в пробуренную скважину, заключается в бросании прута в полость штанги.
Общий принцип возведения абиссинских колодцев
Задумываясь над тем, как возвести абиссинский колодец своими руками, в первую очередь нужно ознакомиться с общим принципом проведения работ, который достаточно прост. Технология заключается в прокалывании грунта на глубину прохождения водоносных слоёв трубами диаметром в 1 дюйм. С этой целью на конце трубы закрепляется специальный наконечник, которым и проделывается скважина-игла.
Плюсом такой конструкции является возможность использования тонких труб до 1,5 дюйма, которые намного дешевле, чем обсадные аналоги, применяемые в стандартных скважинах на песок. На углублённой трубе устанавливается самовсасывающее насосное изделие, работающее по вакуумному принципу. Благодаря простоте абиссинского колодца, в случае нехватки воды можно соорудить несколько скважин.
Но даже учитывая сравнительно невысокие трудозатраты и дешевизну расходных материалов, изготовление скважины-иглы, возможно, не на любом приусадебном участке. В первую очередь это обусловлено глубиной залегания водоносных пластов, вскрытых после бурения. Хотя это не значит, что абиссинский колодец не может возводиться при прохождении подземного водного источника глубже восьми метров. Очень часто глубина сооружения достигает 10–15 метров, а иногда и больше, но в такой ситуации использование скважины-иглы становится нерациональным и неудобным.
Выяснить пьезометрический уровень водных ресурсов можно или у соседей, которые уже пользуются колодцем на воду, или в специальных службах, занимающихся бурением скважин, но услуги последних не бесплатные. При этом нет ничего страшного, если вода протекает на несколько метров глубже планируемых показателей. В такой ситуации просто придётся заглубить абиссинский колодец в котлован подходящих размеров.
Также немаловажную роль играет грунт над водоносным слоем. Если это песок, то возведение абиссинского колодца для питьевой воды своими руками не доставит домовладельцу особых хлопот. В ситуации, когда над источником воды расположились каменные породы, то от бурения скважины-иглы целесообразно отказаться, так как это будет невыгодно как со стороны трудозатрат, так и в финансовом плане.
Принципы работы абиссинского колодца
Абиссинский колодец это упрощенный вариант скважины, позволяющий получать воду из залегающего сверху первого или второго водоносного горизонта. Конструкция его предельно проста. Представляет собой колонну соединенных между собой газоводопроводных стальных труб с примитивным фильтром и металлическим наконечником внизу.
Тонкий ствол выработки внешне напоминает древнейшее приспособление для шитья. Отсюда второе название: скважина игла.
Грамотно устроенный абиссинский колодец обеспечит водоснабжение приусадебного участка не хуже шахтного и не уступит ему в долговечности
Классический метод погружения абиссинского колодца в землю производится банальным забиванием – самым простым способом, активно применяемым в среде самостоятельных мастеров. Забивают до тех пор, пока нижняя труба с наконечником не вскроет водоносный слой.
Иногда колонну частично заглубляют посредством шнекового бурения, но аренда ручной или механической буровой установки существенно увеличивает бюджет работ.
Абиссинская скважина была изобретена и опробована на деле в период войны между колониальной Англией и Эфиопией в 1867-68 годах. Предложенная американским инженером Нортоном конструкция неутомимо обеспечивала английские войска водой во время их передвижений по пустыне.
Галерея изображений
Фото из
Устройство скважины-иглы отнимет минимум средств
Откачку воды ведут поверхностными насосами
Дебит абиссинской скважины не отличается от стандартной
Бурение абиссинской скважины в подвале
Устройство для извлечения живительной жидкости из подземных слоев грунта оперативно устанавливалось, демонтировалось и вновь использовалось на следующем привале.
Такие приоритеты как мобильность, дешевизна и простота сооружения были по достоинству оценены военными, привлекали путешественников и исследователей.
Плюсы устройства скважины иглы своими руками заключаются в простоте и минимальных сроках сооружения, легком демонтаже и бюджетной стоимости (+)
В России с замечательным изобретением познакомились спустя год по завершении английского похода. Приспособление для подъема воды с небольшой глубины было описано К. И. Маслянниковым в книге, посвященной бытовавшим в то время эффективным буровым снарядам.
Из устроенных в районе Царского Села пяти абиссинских скважин, две оказались вполне пригодными для получения свежей воды. Три не смогли достичь водоносного пласта из-за известняка, близко залегающего к дневной поверхности.
Успешные абиссинские колодцы давали в минуту по ведру. Поначалу шла мутная жижа, которая после получасовой прокачки становилась достаточно прозрачной и чистой.
Скважиной-иглой вскрываются только первые от земной поверхности водоносные горизонты, поэтому для питьевых целей полученная вода использоваться не может. Она подходит для полива, уборки территории и схожих хозяйственных нужд.
При желании и внушительном дебите выработки для очистки воды можно установить систему грубых и тонких фильтров, задерживающих механические включения и химические примеси.
Веский недостаток абиссинского колодца – незначительная глубина забора воды, связанная с применением поверхностных насосов, однако это самый удобный источник временного пользования
Сам себе гидрогеолог: оценка грунта
Насколько бы прост не был процесс забивки скважины иглы, тщательная подготовка к работам все же необходима. Недостаточно запастись штангами и стартовым звеном с фильтром, взять в аренду или изготовить собственный копер. Нужны сведения о геологической и гидрогеологической обстановке в районе устройства абиссинского колодца.
Где и как их добыть? Информацию об уровне грунтовой воды в прямом смысле почерпнем в соседском колодце или в скважине.
Измерим самостоятельно хлопушкой или расспросим владельца источника о том, с какой глубины он качает воду. Заодно узнаем, какой грунт поднимали с забоя, когда бурили или копали выработку.
Копер и ствол для скважины иглы не выпускает промышленность, установку со всеми приспособлениями можно купить в готовом виде или заказать изготовление
В равнинных местностях пласты пород залегают почти горизонтально с незначительным изгибом или небольшим наклоном. Зеркало грунтовой воды находится приблизительно на одной абсолютной отметке. Разница в глубине существующего и планируемого колодца может выразиться лишь за счет перепадов рельефа.
Не забываем, что абиссинской скважиной вскрывается верховодка или следующий за ней водоносный пласт, перекрытый глиной или суглинком, но не скальным водоупором. Т.е. уровень воды в выработке однозначно будет нестабильным – зависящим от объема атмосферных осадков.
В период снеготаяния и в дождливую пору зеркало грунтовой воды будет выше, чем в сухой погодный сезон. У хозяина существующей водозаборной точки следует выяснить, каковы максимальные и минимальные перепады уровня воды, чтобы засушливым летом абиссинская скважина не оказалась пустой.
Если стенки выработки сложены устойчивыми, неосыпающимися грунтами, скважину частично можно пройти с помощью ручной буровой установки со шнековым снарядом
Вопрос о разрабатываемых породах вовсе не праздный. К примеру, в Ленинградской области воду добывают из крупных песков со значительным количеством массивных валунов.
Нередко из-за невозможности раздробить и извлечь громадный камень буровики смещают водозаборную скважину. Аналогичным образом стоит поступить, если в регионе сооружения абиссинского колодца есть подобные грунты.
Бессмысленно производить забивку при высоком залегании массивов скальных и полускальных пород. Если на соседском участке получают подземную воду, распространенную в трещиноватых доломитах, песчаниках, известняках, то с идеей устройства скважины-иглы придется беспощадно расстаться.
Подробная информация по проведению геологических изысканий изложена в статье – Где и когда лучше бурить скважину на участке: общие правила + советы опытных буровиков
Для тех, кто решил сделать абиссинский колодец с приямком, необходимы сведения о структуре и состоянии слоев грунта, залегающих на глубину шурфа. Если разрез сложен супесями, суглинками либо их чередующимися слоями, стенки приямка укреплять необязательно.
Рыхлые, неустойчивые стенки приямка следует укрепить, чтобы устье скважины иглы и насосное оборудование не засыпало несвязными грунтами
Если шурф капать в песках, стенки следует укрепить дощатыми щитами или бетоном. Песчаные борта неустойчивы, могут обрушиться и засыпать водозаборную точку вместе с насосным оборудованием.
Расспросы о верхних слоях грунта нужны еще и тем, кто планирует верхнюю часть выработки пройти шнеком. Шнековое бурение ощутимо ускорит процесс, но может не принести запланированного результата. Для работы используют нехитрое приспособление – покупной или самодельный бур.
При обваливающихся песчаных стенках потребуется установка обсадной трубы, благодаря которой сократятся экономические приоритеты абиссинского колодца.
Технология бурения
Для вскрытия первого водоносного пласта при установке колодца абиссинского типа потребуются:
Инструменты:
- болгарка;
- электродрель;
- сварочный аппарат;
- ручной бур (или самодельная бурильная установка);
- газовые ключи;
- кувалда.
Оборудование:
- набор стальных труб длиной 1-2 метра;
- металлические трубы для изготовления треноги;
- пластиковые трубы для отвода воды и ее распределения по участку;
- диски от штанги для изготовления бабы.
Расходные материалы:
- веревки;
- блоки;
- ведра;
- хомуты;
- муфты;
- болты с гайками;
- стальная проволока;
- металлическая сетка.
Пошаговое проведение буровых работ
Шаг 1. Руководствуясь описанными выше принципами, для абиссинской скважины выбирается место.
Шаг 2. Ручным буром выкапывается шахта-колодец глубиной около 1 метра и диаметром приблизительно 80-100 мм. Этот колодец будет служить в качестве направляющей.
Шаг 3. В шахту устанавливают фильтр-иглу (буровой снаряд).
Для самостоятельного изготовления бурового снаряда:
- Берут металлическую трубу диаметром от 2,5 до 5 см. Нарезают ее на отрезки длиной 1-2 метра, которые впоследствии соединяются по резьбе хомутами по мере углубления скважины. Соединения герметизируют посредством пакли, фумленты, масляной краски или герметика.
- На стержне снаряда, на протяжении около полуметра, в шахматном порядке просверливаются отверстия диаметром 5-8 мм.
- Поверх отверстий припаивается металлическая сетка для защиты от попадания грунта и песка. Для пайки необходимо использовать безвредное олово, но никак не припои, содержащие примесь свинца.
- К концу полого стержня приваривается острый, копьевидный наконечник. Диаметр его должен быть несколько большим, чем диаметр самой трубы. Это необходимо для того, чтобы снаряд свободно, не застревая, проходила в скважину, пробитую наконечником.
Шаг 4. Фильтр-иглу забивают в грунт с помощью бабы. Такой способ удобен при малом диаметре труб (30-40 мм). Бабу изготавливают из обычных дисков для штанги. К ней приваривают рукоятки и проушины для пропускания веревок или тросов.
Шаг 5. На трубе, к которой присоединен фильтр-игла, с помощью хомута закрепляют подбабок. Он должен принимать на себя удары падающей бабы. Вес бабы зависит от плотности грунта. Обычный вес – 50-60 кг.
Шаг 6. Бабу надевают на трубу. С помощью системы тросов и блоков ее периодически поднимают и отпускают. При падении она ударяется о подбабок и конструкция, раз за разом углубляется в землю.
Шаг 7. По мере проникновения фильтра-иглы в землю подбабок время от времени перемещают вверх и по мере необходимости наращивать трубу.
В процессе проходки ствол периодически подливают воду для размягчения пробиваемого грунта.
Далее абиссинский колодец «раскачивают». Промывают водой, чтобы очистить фильтр от забившегося грунта и песка. Для этого в трубу под давлением закачивается вода. Внизу она размывает водоносный слой и создает полость вокруг фильтра, которая постепенно заполняется.
Впоследствии такую операцию для очистки скважины следует проводить регулярно.
Что потребуется для устройства и бурения абиссинского колодца?
Металлический наконечник. Выполненный из закаленной прочной стали;
Фильтры для очистки;
Клапан (приемный);
Соединительные муфты;
Проведение трубы-магистрали. По ней в последующем будет подаваться в дом вода. Монтаж магистрали осуществляется из отдельных труб одного диаметра;
Уплотнители, выполненные из резины или силикона;
Поршневой насос (ручной);
Заводские бетонные кольца (ЖБИ).
Хотелось отдельно отметить, при устройстве абиссинской скважины вовсе не нужно тратиться на какие-то буровые работы. Все действия выполняются своими руками при помощи трубы с диаметром в 2 дюйма (может быть другой размер), которая поступательными движениями забивается в грунт, инструмент и будет осуществлять бурение.
Что нужно учитывать при создании колодца
К сожалению, обустроить абиссинский колодец можно не на любом участке. Причина тому в некоторых ограничениях, касающихся глубины водоносного слоя, типа грунта, количества воды и её качества. Разберёмся с этим более подробно:
Абиссинский колодец бурят до первого водоносного слоя, но глубина его залегания не должна превышать 8 м. Если вода находится глубже, поднять её наверх без мощного насоса будет затруднительно, а скважину-иглу можно оборудовать только ручным поршневым насосом. Чтобы понять, насколько глубоко проходит водоносный слой, возьмите 15-метровую верёвку с грузом и проверьте несколько колодцев, расположенных по соседству. Не менее важным фактором является состав почвы на участке. Пробурить скважину в мягком и лёгком песчаном грунте не составит никакого труда, тогда как на тяжёлую глинистую почву придётся потратить больше усилий
Если же земля на участке каменистая и содержит множество крупных валунов, возможно, от создания абиссинского колодца лучше вообще отказаться
При обустройстве скважины-иглы следует обратить внимание и на то, соответствует ли вода санитарным нормам. Дело в том, что в верхний водоносный слой часто попадают различные загрязнения, источниками которых являются соседские выгребные ямы, поля, насыщенные нитратами и пестицидами, расположенные поблизости заводы и фабрики и т.п
Наиболее уязвимым становится водоносный горизонт, расположенный на глубине до 15 м
Качество воды следует проверить ещё до начала бурения скважины, а для этого образцы жидкости можно взять из соседних колодцев. Воду нужно сдать на химический и бактериологический анализы, причём делать это лучше в конце весны, когда грунт насыщен максимальным количеством удобрений
Ещё один параметр, который стоит принимать во внимание – это дебит скважины. Дебит – это предельный объём воды, который можно получить из скважины за 1 час
При обустройстве абиссинского колодца этот показатель будет зависеть от насыщенности водоносного горизонта. Забивная скважина способна давать от 0,5 до 4 м³ воды в час, и если кто-то поблизости уже имеет на своём участке абиссинский колодец, лучше выяснить, на какой объём воды можно рассчитывать.
Наиболее уязвимым становится водоносный горизонт, расположенный на глубине до 15 м. Качество воды следует проверить ещё до начала бурения скважины, а для этого образцы жидкости можно взять из соседних колодцев
Воду нужно сдать на химический и бактериологический анализы, причём делать это лучше в конце весны, когда грунт насыщен максимальным количеством удобрений
Ещё один параметр, который стоит принимать во внимание – это дебит скважины. Дебит – это предельный объём воды, который можно получить из скважины за 1 час
При обустройстве абиссинского колодца этот показатель будет зависеть от насыщенности водоносного горизонта. Забивная скважина способна давать от 0,5 до 4 м³ воды в час, и если кто-то поблизости уже имеет на своём участке абиссинский колодец, лучше выяснить, на какой объём воды можно рассчитывать.
Организация круглогодичной работы
Если требуется, чтобы абиссинский колодец исправно служил круглый год, необходимо позаботиться и о его подготовке к зимнему периоду. Проще всего, когда сам колодец изготовлен прямо в доме или теплом подсобном помещении.
Если же колодец расположен на открытом воздухе, то зимой трубы и оборудование могут замерзнуть и выйти из строя. Поэтому систему подачи воды от колодца (трубопроводы и сам насос) нужно разместить либо в строении, где температура не опускается ниже нуля, либо выстроить специальный кессон.
Кессон – это изолированное сооружение, заглубленное в землю ниже уровня зимнего промерзания почвы. Изготавливается он из жести или пластика и защищается от соприкосновения с грунтом прослойкой из стойких материалов. Внешние трубопроводы в этом случае следует защитить либо пассивной теплоизоляцией, либо электрической системой принудительного подогрева (нагреваемым кабелем).
