Что такое абиссинская скважина, для каких почв она подходит и как ее устроить?
Скважина-игла, абиссинский колодец, или, говоря простыми словами, колонка — эффективный, простой, быстрый и дешевый способ получения питьевой воды
Чтобы «прорыть колодец иглой», не нужно привлекать команду рабочих и тратить средства на дорогостоящие земляные работы. Достаточно специального бура или ударной штанги — нехитрого оборудования, с которым легко справляется один-два землекопа. И всего через несколько дней на участке появится надежный источник питьевой воды, который, помимо прочего, практически не требует ухода. В техобслуживании нуждается лишь насос (ручной или электрический). Саму скважину достаточно чистить раз в полтора-два года.
Вода, поступающая из скважины-иглы, отличается высоким качеством. Грязная мутная жидкость, содержащаяся в поверхностных слоях почвы, в нее просто не попадает. А если оснастить конструкцию сменным фильтром, вода будет еще лучше. Также стоит упомянуть долговечность источника. В среднем абиссинский колодец служит 40 лет.
Из грамотно обустроенной скважины-иглы можно накачать порядка 20-30 л. чистой питьевой воды за одну минуту
‘>
Сравнение различных типов скважин
Казалось бы, абиссинский колодец — идеальный вариант. Но есть важная оговорка. «Вырыть колодец иглой» можно только на песчаных или рыхлых сыпучих грунтах. Если во время работы над скважиной обнаружится каменистая или глинистая порода, придется отказаться от затеи. Ни бур, ни ударная штанга не смогут преодолеть такие препятствия.
Этим недостатки исчерпываются. И преимущества перекрывают их с лихвой. Итак, что нужно знать, чтобы обустроить на участке бесперебойно работающую скважину-иглу? Рассмотрим основные моменты.
Глубина скважины может превышать 15 м, но как правило воду добывают уже на 8–10 м. Обычно команде из двух мастеров хватает на это 5 часов бурения
Перед началом работ необходимо выяснить, на какой глубине залегают водоносные слои. Бурение нужно проводить на удалении от возможных источников загрязнения — канализационных ям, компостных куч, дренажных колодцев и т.д.
‘>
Бурение абиссинской скважины
Для создания скважины потребуются некоторые комплектующие: набор металлических труб диаметром от 2,5 до 5 см с толщиной стенки 2 мм, соединительные муфты с внутренней резьбой и уплотнители из резины или силикона. Кроме того, нужен специальный конусообразный наконечник-игла для первой трубы. Его припаивают или накручивают на резьбу. Третья обязательная составляющая — механический фильтр для отсеивания песка.
Добраться до воды можно двумя способами. Первый — бурение. На торце стартовой трубы закрепляют упоминавшийся выше наконечник, за которым ставят простой механический фильтр. Трубы вкручивают в почву при помощи рамочного бура, и соединяют их стальными муфтами по мере заглубления.
Бурение — относительно простая работа, которую вполне можно осуществить своими силами. Но, к сожалению, так можно добраться только до поверхностных водоносных слоев, залегающих на глубине не более 4–5 м. И на это уйдет немало времени. Во многом потому, фильтр довольно часто забивается песком, и его приходится промывать водой под напором.
Главное преимущество бурения состоит в том, что в процессе работы трубы не подвергаются ударному воздействию, что позволяет сохранять их в целости
Забивной метод предполагает использование ударной штанги — бабы. Это относительно несложное приспособление, состоящее из бурового снаряда (кусок трубы с отверстиями до 5 мм, оснащенный копьевидным наконечником), опорных стержней и металлической сетки.
Такую установку можно собрать самому, но обычно забивной метод используют профессионалы. Чьи услуги сейчас стоят не так уж дорого — порядка 15 000–20 000 руб. за колодец «под ключ».
При помощи ударной штанги можно добраться до водоносных слоев, залегающих на глубине до 15 мм. Но сильное ударное воздействие на трубы может привести к их повреждению.
Вне зависимости от того, как именно была пробита скважина, после окончания работ необходимо сделать анализ воды и определить, пригодна ли она для питья
После того, как работы по созданию скважины закончены и из нее пошла вода, остается установить поверхностный насос и (опционально) защитить от промерзания.
Эксплуатация
Обычно через 1–2 года скважина забивается песком, илом и глиной. Добывать воду становится труднее, да и качество ее заметно снижается. Чтобы решить проблему, можно воспользоваться ершом на длинном стальном тросе, продуть скважину компрессором, задействовать вибрационный насос или обратиться к специалистам. На рынке множество компаний, предлагающих услуги по обслуживанию абиссинских колодцев.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!
Абиссинская скважина — что это такое, плюсы и минусы колодца
В строительной практике распространено несколько вариаций абиссинской скважины. Они упрощают подачу воды в регионах, отдаленных от центрального трубопровода.
История колодца
В 1867-1868 гг. на территории Эфиопии, которая раньше называлась Абиссинией, проводилась военная операция. Чтобы одержать победу над противником, солдаты были вынуждены преодолеть обширную часть пустыни. Поэтому у них возникло желание обеспечить себя большими запасами водных ресурсов.
Для снабжения армии жидкостью они изобрели интересный способ ее добычи. Война закончилась, а сооружения, названные в честь африканской страны, продолжили активно использоваться в быту.
Быстрый рост популярности колодца объяснялся его достоинствами, включая невысокую стоимость и простоту реализации. Эти особенности привлекали военных, путешественников и исследователей, которые нуждались в водном источнике.
В России первые упоминания о сооружении появились после завершения военных действий, где оно было изобретено. Систему подробно описал ученый К. И. Маслянников в своей книге, посвященной буровой технике.
Вскоре возле Царского села было пробурено 5 абиссинских скважин, но только 2 сооружения оказались пригодными для эксплуатации, обеспечивая по ведру свежей жидкости в минуту. Остальные не достигли уровня залегания водных ресурсов из-за толстого известнякового пласта.
Особенности абиссинской скважины
Абиссинский колодец — это доступный и эффективный вариант организации подачи влаги в загородный дом или дачную постройку. Конструкция имеет небольшие размеры, но при этом подходит для зимнего использования. Перед обустройством системы необходимо ознакомиться с некоторыми нормативными актами.
Конструкция
За 150 лет абиссинская конструкция практически не поменялась.
Она состоит из таких частей:
В самом низу колодца находится наконечник в форме конуса или пирамиды. Фильтр представляет собой небольшой отрезок трубы, диаметр которой меньше толщины иглы.
В этой конструкции присутствуют проемы, высверленные в шахматном порядке. Механизм соединяется с другим элементом посредством специальной муфты.
Следующими элементами являются 1,5-2-метровые отрезки, спрятанные под землей. Самая верхняя часть находится на поверхности и подключается к насосу.
Принцип работы
Абиссинская система функционирует следующим образом:
Классическая схема подразумевает забивку с помощью специального молота. Реже колонну забивают по технологии шнекового бурения, но из-за высокой стоимости аренды буровых установок этот метод не пользуется популярностью.
Игла вскрывает первые водоносные горизонты, поэтому использовать жидкость для питья запрещено. Она подходит только для хозяйственных нужд.
Характеристики по глубине
Перед организацией автономного источника необходимо определить глубину залегания грунтовых вод. Для этого можно воспользоваться рекомендациями соседей, у которых есть пробуренный колодец. Но такой метод позволяет получить только приблизительные сведения, т.к. размещение слоя с водой на разных территориях различается.
В поисках оптимальной глубины нужно учитывать, что жидкость из верхнего пласта не подходит для питьевых целей, т.к. она содержит растаявший снег, осадки или стоки. Такая жидкость не проходит должной фильтрации, а ее уровень зависит от атмосферных условий.
Вода с песчаного пласта, размещенного на уровне 12-15 м, лучше отфильтрована и может использоваться в качестве стабильного источника воды в течение года. В таком случае потребуется предусмотреть насосное оборудование для подъема воды.
Главные преимущества
Список преимуществ абиссинской системы достаточно обширный.
В него входят следующие пункты:
Типовая схема игольчатой скважины для воды
Классический вариант предусматривает наличие бурового снаряда и копера. Под воздействием натяжения веревок увесистая «баба» направляется вверх, а при их отпускании она падает на подбабок. Последний является портативной наковальней, обеспечивающей погружение иглы.
Ключевым элементом системы является наконечник из отрезка трубы, который содержит газовую трубку и копьевидное утолщение на конце.
Подбабок представляет собой хомут из 2 симметричных деталей. После забивания ствола до нужного уровня подбабок демонтируется, а к последнему отрезку фиксируется следующий.
В процессе падения груз воздействует на нижний хомут, заглубляя оборудование. Процедура повторяется до тех пор, пока игла не окажется на глубине залегания водоносного пласта.
Время для проведения работ
При поиске готовых проектов автономного водоснабжения вопрос времени для проведения мероприятий отходит на второй план. Однако для максимального комфорта их лучше выполнять летом.
Если такая возможность отсутствует, придется перенести процедуру на другой период. Летнее бурение предпочтительнее из-за сухого и устойчивого грунта, минимального количества осадков и благоприятных температурных условий.
Вода в источнике находится на самом низком уровне, что упростит выбор глубины и позволит скважине эффективно функционировать даже в засушливый период.
К дополнительным достоинствам выкапывания летом относится увеличенная продолжительность светового дня. Кроме того, сухая почва быстрее впитывает грязь, которая выделяется в процессе.
Если работы перенесены на осень, то лучше приступить к ним в сухой день с хорошей погодой. При повышенной влажности от мероприятий лучше отказаться.
Приступать к бурению весной нецелесообразно. Вода в это время находится неглубоко, что обусловлено сезонным паводком. Это доставляет ряд неудобств при поиске оптимальной глубины для размещения. Также в этот период в шахте может присутствовать много грязи, которую придется долго и тщательно выкачивать.
Зимой работы усложняются промерзанием поверхностных почвенных слоев. В таком случае завершить бурение посредством забивки станет невозможно.
Однако метод имеет и положительные стороны, т.к. грунт в отверстии становится максимально устойчивым, а шахта не загрязняется. В отдельных случаях зимнее бурение не предусматривает базовой прокачки жидкости на поверхность.
Кроме того, зимой неглубокие водоносные пласты залегают на самом низком уровне, что упрощает выбор глубины установки фильтра.
Подготовительные мероприятия
Обустройство начинается с проведения некоторых подготовительных мероприятий. Среди них — поиск подходящего сектора и исследования почвы, подготовка инструментов.
Выбор участка: геологические исследования
Перед размещением скважины на территории следует подготовить подходящее место, руководствуясь результатами геологических исследований.
В большинстве случаев почва состоит из нескольких слоев, размещенных на разных уровнях. Важно найти такой участок, где водоносный пласт находится максимально близко к поверхности.
В зависимости от состава грунты разделены на такие категории:
«Эфиопский» колодец можно обустроить в тех местах, где между поверхностью и водоносным пластом находятся исключительно почвенные составы 1-го и 2-го типов.
При наличии оврагов, крутых склонов и обрывов от бурения лучше отказаться. В таком случае появится вероятность загрязнения природных водных резервуаров под землей.
Инструменты
Для проведения работ по бурению скважины потребуется подготовить такой набор инструментов:
Варианты сооружения
Существует несколько вариантов организации абиссинской скважины. Они определяются методом погружения оборудования в почву.
Забивание стальной «бабой»
В качестве «бабы» используется объемный груз с пустотой внутри. Он обеспечивает необходимое воздействие на обжимную муфту, зафиксированную с помощью клиньев.
Прутком
В этом случае используются металлические прутья. С их помощью наносятся удары по наконечнику до тех пор, пока не будет пробурен водоносный пласт.
Процесс обустройства своими руками: технология и этапы
Технология организации скважины определяется условиями, в которых будут проводиться работы, поскольку насосную станцию невозможно поставить в любом удобном месте на улице. Оборудование следует тщательно спрятать от негативных факторов в виде атмосферных осадков или механических воздействий.
Кессон для автономного водоснабжения создается из пластиковых заготовок высотой 50 см и диаметром 80 см.
Процесс сооружения колодца состоит из следующих этапов:
Работы завершаются после достижения уровня воды до 1 м. Сверху нарезается резьба для накручивания ручного пневмонасоса. Для исключения риска подсоса воздуха резьбовое состояние нужно закрыть герметиком. Территорию возле скважины следует залить бетоном или облагородить любым другим подходящим способом.
Усовершенствование фильтрационного элемента скважины-иглы
Классический фильтр, который предусмотрен конструкцией скважины, препятствует прохождению мелкой гальки и гравия. Однако он не защищает сооружение от более мелких включений, поэтому требует тщательной модернизации.
Для этого необходимо намотать поверх трубы витки нержавеющей проволоки. Они позволяют увеличить площадь фильтра.
Оптимальное расстояние между витками составляет 3-5 м. После этого заготовку нужно обернуть отрезком нержавеющей сетки. Припой должен быть оловянным, т.к. свинцовые сплавы плохо сказываются на характеристиках жидкости.
Особенности эксплуатации
Ширина углубления составляет 2,5-5 м, а глубина — не больше 10-15 м. Для выкачивания воды используется ручной или электрический насос. Его мощности должно хватать для подъема ресурсов с расстояния в 15 м. При водозаборе внутри углубления создается вакуум, а на место откачанной воды поступает свежая.
В случае забивания фильтра трубу потребуется промыть водой. Если это не решает проблемы, иглу нужно заменить.
При регулярном и правильном использовании колодец будет служить долго. Если он используется сезонно в теплый период, то на зиму его придется законсервировать.
Для этого достаточно опорожнить скважину и накрыть насос непромокаемым материалом. С наступлением весеннего сезона следует провести прокачку.
Факторы, влияющие на срок службы
Термин службы зависит от нескольких условий:
Сравнение обычного колодца и абиссинской скважины
Классический колодец сооружается в форме вертикальной шахты, которую выкапывают вручную. Скважина — это гидротехническое углубление, пробуренное в породе с помощью специальных приспособлений. В отличие от колодца, она обладает большой глубиной и меньшим диаметром.
Ее главными преимуществами являются простота и доступность обустройства.
Для проведения бурильных действий не потребуется привлекать специалистов и технику, что минимизирует расходы. Чтобы построить бетонированный колодец, потребуется заплатить в 2-3 раза больше.
При этом колодец считается универсальным решением со сроком службы больше 50 лет. За счет широкого устья проводить профилактику и ремонт сооружения достаточно просто.
Но у этого решения есть много недостатков, таких как увеличенные финансовые расходы и вероятность заражения жидкости биологическим материалом через открытое устье.
Отрицательные моменты
К недостаткам абиссинской скважины относится небольшой диаметр, который препятствует использованию погружного приспособления. В случае залегания воды на большой глубине потребуется предусмотреть эффективные насосы, т.к. простой вакуумный прибор не сможет справиться с подъемом влаги. Кроме того, вода не проходит нужной фильтрации и не подходит для питья.
Сейчас действующий прораб на одной крупной строительной фирме, занимающейся застройкой коттеджных посёлков и строительством частных домов. Раннее сам на протяжении 14 лет в качестве исполнителя занимался строительством домов и ремонтом жилых помещений.
Абиссинская скважина: плюсы решения, схема, методика бурения, выбор оборудования
Водоснабжение загородных домов по-прежнему остается актуальной проблемой, решение которой чаще всего связано с серьезными финансовыми расходами. Или нужно тянуть трубу от более-менее доступной магистрали, или рыть колодец (а это минимум 10 кубометров грунта, которые потребуется поднять из глубины). К тому же в случае последнего варианта необходимо разрешение на строительство, которое не так-то просто получить. Плюс надо будет провести определенные недешевые изыскания, а затем заказать или выполнить самостоятельно солидный объем строительных работ.
Наиболее экономически выгодным вариантом на сегодняшний день является абиссинский колодец (его еще называют «абиссинской скважиной»), эффективно и недорого решающий проблемы с качественной питьевой водой. Такой вполне можно оформить своими руками.
Совсем немного истории
«Абиссиния» — так раньше называли Эфиопию. И вот во время известной абиссинской компании англичан (1867-1868 гг.), колонизаторам, чтобы обеспечить свои войска питьевой водой, пришлось впервые рыть совершенно особенные скважины при помощи бурового снаряда Нортона. И именно это обстоятельство позволило провести компанию успешно, поскольку воины Ее Величества пили вволю, а армия аборигенов сражалась «насухую», продержаться долго не смогла и проиграла.
«Абиссинские колодцы» с тех самых пор стали сооружать по всему миру.
Чем хороша абиссинская скважина?
Список достоинств любого абиссинского колодца обширен:
Двойной шатер — это не навершие над колодцем, как кому-то может показаться. «Двойным шатром» специалисты называют тип водозаборного устройства, оборудованный на самом дне шахтного колодца.
Законодательно абиссинские скважины пока можно бурить без официальных разрешений и регистраций, а также без уплаты налога. Но только на территории РФ. В большинстве бывших стран Советского Союза разрешений на это тоже не потребуется, но там в налоговых кодексах прописаны налоги на полезные ископаемые. Это нужно иметь в виду и проверять, прежде чем что-то добывать, в том числе воду.
Что такое абиссинский колодец по сути?
В принципе, абиссинская скважина — это та же скважина-игла. Или буровая колонна без обсадки. Проходят «абиссинскую иглу» методом ударного бурения. Профессионально это делают крайне редко, поскольку глубина проходки (несколько десятков метров) ничтожно мала для промышленных объемов вододобычи.
А вот при частном бурении «на песок» (то есть до первого водоносного слоя) любая «игла» бьет рекорды по простоте, эффективности и дешевизне.
Устройство абиссинского колодца
Устройство данного типа скважины легко можно увидеть на схеме:
Как бурить?
«На песок» возможно бурение:
Для первого случая больше подойдет заводской комплект оборудования (стоит такой от 6-ти до 8-ми тысяч рублей). Тогда бур с колонной можно извлекать из скважины и использовать многократно. Очень удобно на случай, если пробитый колодец оказался пустым. Всегда можно попробовать «заводиться» в каком-то другом месте.
Но, в принципе, для одноразового битья (допустим, совсем рядом уже есть подобный колодец) можно оборудование изготовить самостоятельно, из подручных средств.
Что касается непосредственно метода канатно-ударного бурения с участием снаряда Нортона — это занятие тяжелое физически, зато простое с точки зрения технологии:
Чем бурить абиссинскую скважину?
Чтобы сделать комплект для абиссинского бурения на воду, потребуется 15 м труб диаметром не менее 80 мм, если планируется использование погружного насоса. Но когда воду нужно поднимать не больше, чем на 7 м, можно обойтись вершинным вакуумным насосом. И трубы тогда можно использовать практически любые — главное, чтобы не погнулись при проходке.
Где бурить абиссинскую скважину?
Место под пробив абиссинской скважины выбирается очень тщательно. И не наугад. Ориентироваться нужно на родники, ключи и бочаги, расположенные хотя бы в радиусе полкилометра от участка. А вот наличие реки — совсем не показатель, поскольку ее русло вполне может оказаться транзитным.
Можно ориентироваться и на растительность, но это не так надежно, как на природные источники воды. Однако хорошими показателями являются растения влаголюбивые, с глубокими корнями, а именно: крапива, мать-и-мачеха, хмель и лопух.
Сколько бурить абиссинскую скважину?
Глубину залегания водоносного пласта в конкретном месте можно определить специальным прибором — барометром-анероидом.
Допустим, рядом с определенным участком имеется уже колодец с водой на глубине в 5 м. Предположим, что на земле рядом с таким колодцем анероид показал по своей шкале 755 мм ртутного столба, а на выбранном участке — 753 мм. С высотой линейное давление меняется нелинейно, а при небольшом изменении 1 мм рт ст можно считать равным 1 м столба водного.
Получается, что от колодца до интересующего участка поверхность поднялась на 2 м и, соответственно, до воды будет уже 7 м грунта. По глубине этого с избытком хватит, потому что водоносные горизонты практически следуют складкам местности.
Где нельзя бурить абиссинскую скважину?
Скважины «на песок» запрещено забивать:
И все потому, что в этих местах даже незначительный отбор почвенных вод может нарушить естественный дренаж, и угроза оползней возрастет в разы.
Кроме того, нельзя бить абиссинскую скважину ближе, чем на 15 м:
От выгребной ямы или навозной кучи до колодца должно быть не менее 30 м, а от ближайшего кладбища, скотного двора или птицефермы — не менее 300 м. Если же в окрестностях находится промышленный полигон отходов (свалка) или канализационный отстойник, то до них должно быть не менее 3,5 км. Как и до секретных предприятий химической или атомной промышленности.
Чтобы не просел грунт, обычные колодцы нельзя бурить ближе, чем на 15 м от построек жилого и хозяйственного назначения. Но к абиссинским скважинам это отношения не имеет. Просадки от них не отмечались, поэтому специалисты и говорят, что бить их можно «прямо в подвале дома».
Как правильно бурить абиссинскую скважину?
Чтобы абиссинский колодец дал качественную воду, держал стабильный дебет и быстро не иссяк, бурение его следует прекратить, как только копье бура коснется водонепроницаемой подстилки водоносного пласта. Тогда и верховодка успеет очиститься (пока дойдет донизу), и сезонные колебания дебета почти не скажутся на продуктивности скважины.
Момент, когда нужно прекратить бурение, легко получается определить по скорости проходки. Как только бур входит в водоносный пласт, скорость резко возрастает, а как только копье касается глины подстилки — заметно снижается. Вот тут и нужно остановиться.
Если водоносный горизонт достигнут, следует проверить наличие воды в выполненной скважине. Делается это манеркой — трубой с заваренным концом, диаметр которой меньше калибра колодца. Такая манерка в скважину опускается на шнуре.
Поначалу свежепробуренная скважина дает воду мутную. И прозрачной она может стать и через час, и через сутки, в зависимости от содержания глины в песке. И вот такую прозрачную воду уже можно использовать для каких-то хозяйственных нужд. Например, для полива. Но пить ее можно будет только после получения результатов анализов.
На анализ вода из абиссинской скважины сдается в местную СЭС. Для пробы нужно 1,5 литра жидкости. Также потребуется оплатить пошлину (вполне приемлемую небольшую сумму) в кассу станции.
Как выбрать насос?
Для подъема воды из абиссинской скважины глубже 7 м нужна будет насосная станция, состоящая из:
Дополнительно приобретается еще и шланг нужной длины.
Любая из бытовых насосных станций гарантирует напор не менее, чем в 45 м и расход воды, который начинается от 20 л/мин. Однако цена агрегатов варьируется от 4-х до 15-ти тысяч рублей. Все дело в способности агрегата пропускать твердые частицы без потери работоспособности. Чем она выше (а диаметр предполагаемых частиц больше), тем насос будет дороже.
Что касается размера твердых частиц в абиссинском колодце, он считается равным удвоенному диаметру отверстий в его фильтре — т.е., если насверлены были отверстия в 5 мм, насос нужно брать на 10 мм тверди.
Зачем нужна желонка?
Самодельное устройство не требует точности в размерах и конструкции. Достаточно будет примерно соблюсти пропорции, ориентируясь на схему или даже рисунок желонки. И жесткой штанги она тоже не потребует, в отличие от других подобных приспособлений.
