Ключевой колодец
Итак, колодец представляет собой гидротехническое сооружение, предназначенное для добывания грунтовых вод, в виде вертикального углубления, с укрепленными тем или иным способом стенками, оснащенное специальным механизмом для подъема воды на поверхность.
Определение места, на котором появится колодец, – это хотя и существенная, но все-таки половина дела. Не менее важно правильно решить, какой именно конструкции надо отдать предпочтение. По этому признаку выделяют следующие типы колодцев:
• ключевые (восходящие и нисходящие);
• шахтные;
• трубные;
• буровые, или трубчатые.
Рассмотрим их по порядку.
Выходя на поверхность земли, вода может сталкиваться на своем пути с препятствием – водонепроницаемым пластом. В результате образуется ключ (родник). В зависимости от того, выбрасывается ли вода под напором или просто самотеком сбегает вниз по склону, выделяют восходящие и нисходящие ключи соответственно.
Ключевые колодцы не отличаются большой сложностью (фактически воду не требуется добывать, нужно только грамотно оформить надземную часть источника), не предполагают использования большого количества различных строительных материалов – вполне достаточно иметь под рукой глину и природный камень (лучше плитняк).
Чтобы устроить восходящий ключевой колодец, надо действовать таким образом:
• определиться с местом для колодца, расчистить его и углубить;
• выполнить оголовок (надземную часть колодца), для чего установить на углубление подходящий предмет в качестве резервуара, например бетонное кольцо или сруб, сделанный из бревен или бруса, и даже обычный деревянный ящик или бочку без дна.
• Обустраивая восходящий ключевой колодец, надо иметь в виду следующее: резервуар необходимо заглубить настолько, чтобы уровень, которого может достигнуть вода, был ниже края сруба (кольца и др.). Высота самого резервуара не регламентируется – он может быть гораздо выше ожидаемого подъема воды. Однако в этом случае потребуется устроить сливное отверстие, выше которого вода не должна подниматься, и установить лоток, по которому вода будет стекать в подставленную тару. Такая предусмотрительность позволит не только не загрязнять воду посудой, но и предотвратит риск того, что источник иссякнет. Дело в том, что постепенно под влиянием собственной массы и давления вода может промыть выход на поверхность в другом месте и сливать туда излишек или вообще уйти из резервуара;
• укрепить стенки углубления, выложив их кирпичом или природным камнем;
• насыпать на дно колодца десяти– или пятнадцатисантиметровый слой щебня, гравия или промытого крупнозернистого речного песка в качестве фильтра;
• заделать зазоры между стенками ящика (сруба и пр.) мятой жирной глиной, слой которой должен составлять 15–20 см. Во избежание ее размывания поверх выложить плитняк или засыпать щебнем;
• накрыть резервуар крышкой, чтобы защитить колодец от попадания мусора, насекомых и т. п.;
• устроить вокруг колодца отмостку, чтобы поверхностные дождевые или талые воды не проникали внутрь. Перед тем как положить кирпич, бетон, асфальт или иное, надо выполнить глиняный замок. Для этого используют мятую жирную глину, которую выкладывают толстым слоем и уплотняют;
• выкопать канавку для отведения выливающейся воды как можно дальше от колодца. Ее также следует выложить мятой глиной (чтобы не перенасыщать окружающий грунт водой) и каким-либо прочным покрытием;
• окружить колодец ограждением, отступив от него на 3–4 м. Это защитит его от случайного повреждения (животными, транспортом и пр.).
• Устройство нисходящего ключевого колодца несколько отличается от описанного выше, хотя часть действий совпадает:
• находят источник, расчищают, разравнивают площадку (примерно 1 м2) и углубляют его;
• подбирают резервуар (для устройства нисходящего ключевого колодца резервуар обязательно должен иметь дно – деревянное, каменное, кирпичное или бетонное);
• разделяют резервуар на 2 части посредством перегородки, выполненной из любого материала. Это делается с целью очистки воды от примеси песка, глины и иного, что неизбежно появляется в источнике такого типа. Перегородку устанавливают поперек тока воды, которая через отверстия в боковой стенке поступает в приемное отделение, где отстаивается и переливается через перегородку во вторую часть резервуара, из которого через сливное отверстие выливается;
• обеспечивают колодец крышкой;
• устраивают отмостку и водоотводную канаву;
• огораживают колодец.
Для сооружения колодца надо правильно выбрать сезон. Весна, когда тает снег и наблюдается паводок, – время, наиболее неблагоприятное для этой работы. Самый низкий уровень стояния водоносных горизонтов наблюдается летом и осенью. Вот тогда и надо копать колодец.
Помимо такого достаточно примитивного способа забора подземных вод в виде неглубокого колодца, можно устроить особое сооружение, которое называется каптажной камерой. Конструктивно она в большей степени напоминает шахтный колодец (отличие состоит в том, что каптаж перекрывают сверху, оборудуют переливным трубопроводом и расходной трубой, по которой вода поступает к потребителю самотеком или с помощью насоса) и строится из железобетонных колец, устанавливаемых либо в котловане, либо монтируемых опускным способом, если водоносный пласт залегает глубоко от поверхности земли.
Прежде чем приступить непосредственно к возведению каптажа для восходящего ключа, необходимо удалить грунт, чтобы обнажить коренную породу – водоупорную кровлю, через которую пробивается восходящий ключ. Если основанием для него является скальная порода, то можно обойтись и без фильтра. В остальных случаях, когда сквозь рыхлые породы вода выбрасывается с примесью песка, следует засыпать расчищенную площадку смесью гравия (щебня) с песком (слой – 20–30 см), которая будет служить обратным фильтром.
Далее надо установить железобетонные кольца, замазав стыки между ними и периметр нижнего кольца в зоне его контакта с грунтом мятой жирной глиной. Когда кольца займут свое место, на высоте примерно 1–1,5 м от дна (в каждом конкретном случае этот параметр бывает разным, поскольку зависит от расчетного дебита каптажа – количества кубических метров воды, поступившей в течение 1 ч) проделывают сливное отверстие для стекания излишка воды.
Поверх колец надо положить железобетонную плиту, частично перекрыв отверстие – оставшегося места должно быть достаточно для того, чтобы человек мог спуститься вниз. Надземную часть каптажной камеры обкладывают кирпичом в виде усеченного конуса высотой не менее 80 см, в верхней части которого оформляется люк. При выполнении кирпичной кладки надо вставить чугунные скобы, которые в дальнейшем будут играть роль лестницы для спуска.
Из камеры на высоту, как минимум, 2 м выводят вентиляционный стояк. Его закрывают мелкоячеистой сеткой и устанавливают колпак – первая защитит колодец от проникновения насекомых, второй – от атмосферных осадков.
По периметру каптажной камеры следует выполнить сначала глиняный замок, потом песчаную подушку (ее следует тщательно утрамбовать), по ней уложить бетонную (асфальтовую) отмостку. Кроме того, необходимо отрыть водоотводную канаву и гидроизолировать ее тем же способом, т. е. глиняным замком и бетонным покрытием.
Рисунок 6. Устройство каптажной камеры для ключа восходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) железобетонная плита; 2) глиняный замок; 3) скобы; 4) кирпичная кладка; 5) вентиляционный стояк; 6) переливная труба; 7) водозаборная труба; 8) вентиль; 9) фильтрующий элемент; 10) песчано-гравийный фильтр; 11) железобетонное кольцо; 12) сливная воронка; 13) водоносный горизонт; 14) водоотводная канава; 15) резервуар; 16) отмостка; 17) песчаная подушка
Для создания деревянного околотка подходят дуб, граб, лиственница. Их древесина долго сохраняется в условиях повышенной влажности, не покрывается слизью и придает воде хороший привкус.
Для забора воды из каптажной камеры в нее вставляют трубу, вмонтировав ее в 50 см от поверхности песчано-гравийного фильтра. И сливная, и водозаборная трубы должны отстоять от стенок камеры не менее чем на 1 м, а заканчиваться они должны водоотводящим лотком. После всех работ останется только внутренний конец водозаборной трубы оснастить фильтром с отверстиями 0,2 мм и краном, а наружный – краном, крючком для ведра и скамейкой под него.
Каптажная камера для нисходящего ключа конструктивно не отличается от описанной, за исключением одного момента: вода в нее будет поступать не со стороны дна, а через боковую стенку (нисходящие ключи, как правило, располагаются на склонах возвышенностей, оврагов и иного, поэтому камеру врезают в открытую поверхность водоносного горизонта). Поэтому фильтрующий слой из гравия толщиной 20 см надо будет разместить между водоносным пластом и стенкой каптажа. В последней предварительно проделывают отверстия для стека воды. Дно камеры покрывают глиняным замком, чтобы не допустить просачивания и потери воды. Поскольку вода из нисходящего родника содержит частицы глины, песок, то внутри камеру разделяют перегородкой на 2 части. Жидкость, поступившая в камеру со стороны водоносного горизонта, будет отстаиваться в первой секции, потом, перелившись через стенку, поступит во вторую секцию, из которой и будет осуществляться водозабор. Случается, что вода из ключа поступает широким фронтом. Чтобы обеспечить поступление ее в общий водосборник, дополнительно камеру оборудуют открылками, или барражными стенками (так называются улавливающие стенки, устроенные из глинистого грунта) с фильтрующими призмами, которые обеспечивают свободный отвод воды внутрь каптажа.
По завершении работ по сооружению каптажной камеры вокруг нее строят павильон и огораживают. Камеру регулярно проверяют, при необходимости очищают и ремонтируют.
Описанные действия наглядно показаны на рисунке 7.
Рисунок 7. Устройство каптажной камеры для ключа нисходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) водоотводная канава; 2) глиняный замок; 3) перекрытие; 4) дренажная стенка; 5) водоносный пласт; 6) гравийный фильтр; 7) основание; 8) водозаборная труба; 9) переливная труба; 10) барражные стенки
