Текст книги "Водоснабжение и электроснабжение на дачном участке"

Самым лучшим способом, который используют специалисты во всем мире, остается бурение пробных скважин, но для дачного участка такой способ не подойдет, так как слишком затратен и по времени, и по деньгам. Поэтому дачники гораздо чаще применяют достаточно спорные косвенные свидетельства близкого залегания водоносного слоя. Первое, что вы можете сделать при покупке земли или после ее приобретения, – это опросить соседей о глубине скважин или колодцев, если таковые у них имеются. Как правило, водоносный слой занимает площадь в несколько километров, поэтому если у соседей есть вода на уровне 15–20 м, то высока вероятность того, что и на вашем участке она будет на такой же глубине.

На долю России приходится более 30 % всей пресной воды планеты, и по этим показателям она занимает первое место в мире.

По народным приметам, если равнинное место, на котором расположен ваш участок, окружено горами, то это свидетельство неглубокого залегания водоносных слоев и можно рыть колодец или бурить скважину практически в любом месте.

Ну и, конечно, если поблизости от вашего участка бьет родник, это говорит о неглубоком залегании водоносного слоя.

Все колодцы подразделяются на два основных вида: шахтные (это тот вид колодцев, которые еще можно периодически наблюдать в небольших селениях) и трубные, которые в быту обычно именуются скважинами.

При выборе того или иного типа водоснабжения следует учесть несколько факторов:

• глубину залегания грунтовых вод. Если она 20 м и выше, лучше остановиться на бурении скважины, если меньше, то выгоднее выкопать колодец;

• характер грунта. В болотистой местности или при близком залегании твердых пород лучше выбрать скважину. В первом случае колодец не сможет обеспечить удовлетворительное качество воды, во втором проще пробурить твердую породу, чем пытаться пробиться через нее лопатой;

• количество требующейся воды. Если ваша потребность ограничена парой кубометров воды в день, колодца вполне достаточно, но в слишком сухое лето не очень глубокий колодец может пересохнуть, так как главный источник пополнения запаса грунтовых вод – дожди;

• периодичность использования воды. В колодце будет чистая вода только в том случае, если из него постоянно берут воду. Если же им не пользоваться хотя бы пару месяцев, вода заилится и для полноценного функционирования водоема придется проводить полную его очистку и дезинфекцию. А значит, если вы не планируете пользоваться колодцем постоянно, то лучше прорубить глубокую скважину;

• степень освоенности вашего участка. Скважина потребует, чтобы вы пригнали тяжелую технику, которая переломает деревья, снесет заборчик и произведет другие характерные разрушения. Поэтому, если у вас уже построен хорошенький домик и посажены плодовые деревья, придется или бурить скважину вручную, что чрезвычайно дорого, или все-таки остановиться на колодце.

Если говорить о стоимости сооружения водоема, то самым дорогим вариантом станет бурение артезианской скважины. Стоимость такого эксклюзивного источника воды может стать непосильной ношей даже для целого дачного коллектива, так как обойдется примерно в 0,5 млн рублей. Стоимость бурения обычной неглубокой скважины в 5–6 раз ниже, поэтому для такого способа получения воды можно объединиться с ближайшими соседями или попросить присоединиться к их трубе за соответствующую плату. И, наконец, достаточно экономный вариант организации водоснабжения своего участка водой – обычный колодец, который при желании можно выкопать силами и своей собственной семьи, и ближайших родственников, а расплатиться будущим урожаем. В этом случае каждый решает для себя сам, взвесив все за и против.

Шахтные колодцы, появившись на заре существования человечества, и сегодня остаются важнейшим источником получения воды вдали от цивилизации и сопутствующей ему водопроводной системы.

У шахтных колодцев есть несколько несомненных плюсов, которые и заставляют многих садоводов в силу ограниченности ресурсов (прежде всего финансовых) использовать этот древнейший способ получения воды. При строительстве шахтного колодца вам не понадобится мотор, если, конечно, вы согласны доставать воду старым дедовским методом (лебедкой с ведром), не нужны и дорогостоящие фильтры для скважины, а также не придется нанимать специальную технику для бурения (в большинстве случаев колодец выкапывают собственными силами). Все, что вам понадобится при строительстве шахтного колодца, – материал для крепления стен и обычная лопата.

После того как определяются с месторасположением колодца, выбирают размер сечения будущего водоема. Чаще всего берут стандартный размер – около 100 × 100 см, чтобы копающему человеку было удобно работать лопатой, но при этом не сильно увеличивался объем работы по выкапыванию шахты. Для закрепления колодца шахту по бокам обкладывают деревянным срубом, бетонными кольцами или натуральным камнем. Деревянный сруб начинают собирать на поверхности и в готовом виде опускают в шахту, вырытую на глубину 100–120 см. По мере углубления шахты сруб наращивают и продолжают опускать вниз. Однако из-за слишком высокой цены на натуральный высококачественный материал и своеобразного деревянного привкуса воды его используют все реже.

Если же все-таки вы хотите сделать колодец по старинке, то лучше сделать сруб из долговечного дуба, лиственницы или вяза, можно также использовать сосну, но в этом случае первые месяцы у воды будет выраженный привкус сосновых шишек. Другая древесина быстро сгниет, и сруб придется полностью менять.

В последнее время дерево почти полностью заменил бетон, который обеспечивает хорошее качество воды, не дает характерного привкуса. К тому же бетон долговечнее натурального материала и легче в монтаже. Бетонные кольца укладывают в готовую шахту, а вода просачивается в сложенный колодец через боковые отверстия.

Если вам немаловажно высокое качество питьевой воды, то бетонные кольца лучше приобретать на крупных заводах, где соблюдается технология изготовления материалов и обеспечивается экологичность продукции.

Так как при любой технологии создания шахтного колодца полностью избежать попадания почвенных вод не удается, важно правильно выбрать место будущего водоема. Простое правило – не рыть колодцы ближе 25–30 м от мусорных и компостных куч, очистных сооружений и сливных ям, свалок, бань, если только вы не собираетесь мыться без использования гелей и шампуней. Все эти загрязняющие почву вещества могут вместе с дождевой водой просочиться и в грунтовые воды.

И последнее: после того как вы выкопаете колодец, отдайте воду в ближайшее отделение санэпидемстанции на анализ, и вы точно узнаете, можно ли ее пить (впрочем, об этом мы уже упоминали выше).

Устройство шахтного колодца

Какой бы вариант шахтного колодца вы ни выбрали (с деревянным срубом, из бетонных колец, выложенный из камня и других строительных материалов), общее устройство его будет одним и тем же. В любом шахтном колодце есть оголовок, или та часть, которая остается над землей и снаружи декорируется по усмотрению владельца дачи; непосредственно сам ствол, уходящий под землю до достижения грунтовой воды; водоприемная часть, в которой накапливается вода.

Один из крупнейших колодцев в мире Чанд Баори был построен в IX–XI вв. на северо-западе Индии. Ступенчатый колодец глубиной в 30,5 м состоит из 13 ярусов и 3500 ступенек, которые нужно было преодолеть, чтобы набрать воды.

Водоприемную часть в разных моделях колодцев делают по-разному. В полных (или совершенных) колодцах для достижения максимального уровня воды в водоеме ствол доводят до самого водоупорного слоя, в этом случае приток воды через дно невозможен и вся вода в колодец поступает только через боковые стенки. В неполных колодцах шахту копают, пока не будет пройдено около трети водоносного слоя, дальше копать нецелесообразно, так как глубокозалегающие слои водоносного слоя хуже отдают воду, чем верхние.

В неполном колодце наполнение водой осуществляется не столько через стенки, сколько через дно. Уровень воды в этом случае в колодце не меньше, но отсутствие дна позволяет воде постоянно меняться, в результате она меньше застаивается и заиливается. Это актуально, если вам колодец нужен не каждый день, а пару раз в неделю и количество расходуемой за раз воды не превышает кубометра.

Данный вариант колодца удобен и тем, что можно проводить дополнительную фильтрацию воды донным фильтром, тогда как устроить такой фильтр в стенках будет значительно сложней, поэтому этот вариант колодца предпочтительней, если вы собираетесь использовать воду для питья и приготовления пищи.

Наконец, в тех случаях, когда одномоментно нужно выбрать достаточно большое количество воды, а также при ограниченной (до 3 м) толщине водоносного слоя, в водоприемной камере делают дополнительный водосборник (или зумпф), позволяющий набрать больше воды, чем обычный ствол колодца (рис. 2 а–в).

Зумпф можно заменить простым расширением водоприемной части колодца.

Рисунок 2. Разновидности колодцев: а) неполный колодец; б) полный колодец; в) колодец с зумпфом

Так как вам предстоит пить воду из колодца, то строить его из обычного цемента с песком нельзя, поскольку ствол может размыться и в результате в ваш колодец попадет та самая почвенная вода, которую нельзя пить. Поэтому для строительства питьевых колодцев используется только высокомарочный портландцемент (выше М400). Столь же высококачественными должны быть и остальные материалы для бетона, которые в дальнейшем будут контактировать с водой. Так, кварцевый песок и щебень перед использованием тщательно промываются от глинистых и гумусовых включений. Размер щебня определяется минимальным расстоянием между арматурными основами будущего столба и толщиной стенки колодца (размер и щебня, и гравия должен быть больше расстояния между арматурой и в 4 раза меньше самого тонкого места будущей стенки колодца).

Для составления бетона все материалы берутся в следующей пропорции: на каждую часть цемента – 2 части песка и 3 части щебня, который можно заменить гравием. Укрепление бетонной конструкции производится специальной арматурой периодического профиля либо другой высококачественной сталью без признаков ржавчины. При этом в ходе работы концы арматуры загибаются внутрь, чтобы при возникающих в процессе эксплуатации нагрузках сталь сдерживала возможное растяжение и растрескивание бетона и созданный ствол колодца сохранял устойчивость.

В неглубоких колодцах монолитную конструкцию из бетона целиком возводят в уже созданной шахте, заливая подготовленный раствор в опалубку. В глубоких колодцах используют опускной способ создания ствола, для чего шахту первоначально выкапывают на незначительную глубину и заливают бетонный ствол, возводя основную часть бетонного крепления над землей, дают бетону застыть, после чего опускают ствол, вынимая грунт. Когда большая часть ствола опустится в землю, верх снова наращивают арматурой и бетоном, выдерживают до полного отвердения 1–1,5 недели, после чего опускают наращенную часть вниз, одновременно вынимая грунт.

Для того чтобы бетонный ствол легче уходил в землю, в нижней его части устанавливают специальную скошенную металлическую полоску, которая разрыхляет грунт и облегчает процесс опускания ствола. Действия повторяют до тех пор, пока ствол не опустится до водоносного слоя.

Железобетонные кольца на сегодняшний день остаются основным материалом для строительства шахты колодца на дачном участке, так как позволяют получить качественную питьевую воду в достаточно ограниченные сроки и с невысокими затратами.

Для строительства бетонных колодцев используются стандартные железобетонные кольца с внутренним диаметром от 75 до 200 см и высотой 80–90 см. В процессе выкапывания шахты кольца накладывают друг на друга торцевыми частями и герметично закрывают между собой специальными замками, уже имеющимися на приобретаемых кольцах. Если же таковых нет, то соседние кольца в нескольких местах соединяют между собой толстыми (около 0,5 см) стальными скобами шириной 5–8 см.

Такой способ позволяет достигнуть герметичности ствола и избежать сдвига колец относительно друг друга во время морозов или из-за подвижки грунта.

Начальный этап строительства шахты зависит от того, какая грузоподъемная техника есть в вашем распоряжении. Если кольца будет устанавливать кран, то строительство шахты колодца начинается с выполнения шахты глубиной в 100–130 см, после чего укладываются первые два кольца. Однако время простоя техники стоит слишком дорого, поэтому гораздо экономнее заранее выкопать шахту глубиной 2,5–3 м, после чего при помощи техники уложить первые кольца, а все остальные наращивать вручную.

Но если и такой способ недоступен, то все кольца укладываются вручную, а первоначально шахту выкапывают на глубину, не превышающую высоты одного кольца, и постепенно углубляют ее. В этом случае по бокам шахты нужно установить страховочные доски, которые не дадут кольцу перекоситься и лечь неровно. Если кольца будут опускаться вручную, вам понадобится команда из 5–6 человек, так как вес одного кольца превышает 600 кг. Для плавного соскальзывания колец третью доску ставят под наклоном в шахту, для чего у одного из краев шахты немного выбирают грунт.

Первое кольцо скатывают по доскам в шахту, после чего нужно опуститься в шахту и, вручную подкапывая грунт с боков опущенного кольца, выровнять кольцо относительно дна шахты. После установки кольца его верх смазывают цементным раствором и кладут на него страховочные доски, чтобы избежать сколов во время скатывания второго кольца.

Второе кольцо выравнивают при помощи монтировки, одновременно вынимают доски и поворачивают кольцо до полного замыкания замков.

После того как будут установлены первые два кольца, грунт подкапывают на высоту третьего и устанавливают его тем же способом, что и второе.

Постепенно углубляя шахту колодца, продолжают наращивать кольца до тех пор, пока нижнее не войдет в водоносный слой не менее чем на 100 см, после чего проверяют время наполнения колодца, отмечают уровень воды и определяют, достаточна ли глубина колодца или дно необходимо углубить. После соединения колец в единый ствол все швы дополнительно замазываются цементным раствором, а стыки колец в водоприемной части колодца заделываются двухсантиметровой просмоленной пеньковой веревкой.

При использовании опускного способа строительства колодца может возникнуть положение, когда верхние кольца прижмет осыпавшимся грунтом, а нижняя часть под собственным весом продолжит спускаться вниз, в результате чего может произойти разрыв стыка колец. Для предотвращения подобных ситуаций кольца по кругу соединяют между собой не менее чем в 3–4 местах утолщенными полосками стали шириной 50–60 см, поверх которых закрепляют сталь стальными скобами. Скобы можно заменить болтами, но в этом случае кольца нужно в намеченных местах просверлить.

Какой бы из способов укладки вы ни выбрали, в нижнем кольце для поступления воды нужно заранее просверлить отверстия с шагом в 20–30 см, располагая их в шахматном порядке.

Колодцы из красного кирпича (а при строительстве колодца другой не используется) и натурального камня обладают хорошей водонепроницаемостью, позволяющей воде оставаться чистой от почвенных включений, долговечны и эстетичны, не придают воде постороннего привкуса. Эти материалы могут использоваться для строительства шахт питьевых колодцев.

Для каменной кладки колодцев применяются сланцевые породы, а также прочные виды известняка и песчаника, которые легко обтесываются или разделяются на пласты с плоскими сторонами. При возведении шахты камни сортируют по размеру и используют для возведения разных слоев, при этом при кладке слои из крупного и мелкого камня чередуют.

Первые глубоководные скважины появились во Франции в провинции Артуа еще в начале XII в. По латинскому произношению названия провинции Артезия стали именовать артезианские воды и артезианские колодцы.

Кирпичи при кладке всегда кладутся узкой частью к центру колодца, тогда давление грунта на каждый камень будет меньшим и колодец получится более прочным.

Во время кладки повышенное внимание уделяется скреплению камней или кирпичей друг с другом. В качестве связующего материала применяют либо раствор цемента, либо цемент с добавлением извести и песка.

В мелком колодце возведение шахты начинают со дна, в глубоком прибегают к опускному методу. В этом случае кладка каждого звена сначала выполняется на поверхности, а затем при помощи деревянного башмака готовое звено из камня или кирпича спускается на дно колодца. Законченный каменный колодец изнутри и снаружи штукатурят густым раствором цемента и песка (1 : 2).

Кирпичи укладывают веером, не забывая делать перевязку швов для прочности колодца и тщательно заполняя промежутки между кирпичами цементным раствором. Значительное пространство между кирпичами по внешнему радиусу колодца дополнительно засыпают гравием или щебнем и также заливают цементным раствором, следя за тем, чтобы камни не выходили за пределы внешнего радиуса колодца, так как это осложнит спуск готового звена вниз. Во время возведения кирпичного колодца горизонтальность образуемых стен проверяется отвесом.

Для предотвращения разрыва кирпичного колодца его можно дополнительно армировать 6–8 полосками стали, равномерно распределены снаружи по всему внешнему радиусу колодца.

Каменные и кирпичные колодцы лучше делать с донным притоком воды. Если водоносный слой сложен плывущим песком, на дно колодца устанавливается дощатый пол, на который сверху насыпается гравий; если водоносная порода не смещается, можно обойтись одним гравийным фильтром.

Для бокового притока воды при кладке нижнего звена колодца на расстоянии в 1,5 м от земли необходимо проделать несколько отверстий. Для сохранения прочности конструкции отверстия для воды никогда не делают в одной вертикальной плоскости. В песчаном водоносном слое вместо отверстий лучше использовать фильтры из крупнопористого бетона, которые в этом случае ставятся на место отдельных кирпичей в кладке. Готовую водоприемную часть изнутри обязательно штукатурят, что позволит продлить срок службы кирпича и камня.

Трубные колодцы – это скважины, которые обычно бурятся с использованием специальной техники, однако в некоторых случаях, если грунтовые воды находятся на уровне до 30 м и при этом к участку невозможно подогнать технику (или это кажется экономически нецелесообразным), скважину можно пробурить вручную. Ручное бурение всегда начинают с выкапывания шурфа или квадратной шахты глубиной 2 м и длиной сторон примерно 1,5 м, стенки которых дополнительно обшивают досками. Снятие перед началом работы непрочного слоя грунта позволит в дальнейшем, когда придется вынимать бур для сбрасывания забоя, избежать обвала ствола скважины. О том, как самостоятельно пробурить скважину, будет рассказано в главе 9 данного раздела.

Чтобы поступающая вода была всегда свежей, грунтовые воды подвергают дополнительной очистке при помощи фильтра из гравия или пористого бетона и песка. Фильтры для колодца могут быть донными и боковыми, а донные, в свою очередь, как прямыми, так и обратными.

Прямой фильтр для колодцев создается из трех слоев гравия или щебня. Нижний слой толщиной 10 см делают из самого крупного щебня, для среднего слоя толщиной 15 см используют камни в 6 раз мельче, чем в первом слое. Третий слой такой же толщины, как и предыдущий, делают из самого мелкого гравия – в среднем в 6–8 раз мельче, чем камни в среднем слое. Если водный поток движется слишком быстро, то для дополнительной устойчивости фильтра под ним подкладывают дощатый пол с проделанными крупными отверстиями.

В обратном фильтре мелкий гравий кладется не в верхних слоях, а в нижних и каждый последующий слой составляет более крупный гравий или щебень. В колодцах, как правило, используют трехслойный фильтр с толщиной слоя 0,1–0,15 м.

Боковой фильтр понадобится в том случае, когда приток воды осуществляется не только через дно, но и через боковые стенки колодца. Такой способ наполнения рекомендуется, если водоносный слой недостаточно мощный, чтобы быстрее восполнить запас воды в колодце. Боковые отверстия могут быть трех типов: горизонтальные, восходящие или в форме буквы V (рис. 3 а–в).

В качестве боковых фильтров чаще всего используется песок или мелкий гравий, насыпанные с внешней стороны отверстий, а изнутри колодец заполняется крупным гравием, чтобы предотвратить чрезмерное попадание песка внутрь водоприемного отделения. Однако лучше применять специальные боковые фильтры из крупнопористого бетона, которые монтируются в нижнее кольцо еще в процессе его изготовления либо прикрепляются специальным раствором до опускания первого кольца в шахту.

Рисунок 3. Типы боковых отверстий: а) горизонтальные; б) восходящие; в) V-образные

Для изготовления бокового фильтра собственными руками используется бетон, изготовленный из цемента и гравия либо щебня без добавления песка. При этом есть одно преимущество: можно учесть особенности водоносного слоя и подобрать гравий, наиболее подходящий для фильтрации песка конкретного водоносного слоя. Как правило, размер камня должен быть в 10 раз больше зерен песка.

Для фильтра цемент затворяют водой, доведя до сметанообразного состояния, затем обволакивают полученной смесью камни, укладывают в подготовленные формы, утрамбовывают и дожидаются полного отвердения. Готовые фильтры устанавливают в пробитые для них в нижнем бетонном кольце отверстия.

Если фильтр готовится в бетономешалке, то технология немного меняется. Во включенную бетономешалку сначала вводят воду с половиной количества камня и цемента, перемешивают, после чего к полученной смеси досыпают оставшуюся половину гравия, перемешивают еще около 5 мин, чтобы каждый камень был покрыт тонким слоем цемента, что можно определить по характерному водяному отсвету на поверхности гравия.