Нина Лапшина
Колодцы. Устройство и обслуживание
Введение
Обычная пресная вода является тем ресурсом, без которого жизнь невозможна, ведь всем известен факт, что без воды человек погибает уже через несколько дней, в то время как без еды он может обойтись в течение не одной недели. Поэтому совершенно не будет преувеличением сказать, что вода – наиглавнейший элемент не только нашего комфорта, но и здоровья и даже жизни.
Если в городе проблема водоснабжения известным образом решается, то за его пределами она не теряет своей актуальности, и чем дальше от городской черты, тем острее она стоит. Наши предки справлялись в этой задачей просто – выкапывали у дома колодец, сооружали над ним журавль или другой подъемный механизм и ведрами черпали воду из подземного источника. А что мешает нам пойти по тому же пути и воспользоваться опытом наших прадедов, тем более что современные технологии настолько далеко ушли вперед, что даже из колодца совсем не обязательно таскать воду на коромысле! К нашим услугам насосы и малогабаритные бытовые насосные станции, с помощью которых легко доставить воду непосредственно в дом. И тогда жители пригородов и сел не будут ощущать себя обделенными в плане «водного комфорта», как и жители мегаполисов, они смогут открыть кран на кухне или в ванной и насладиться чистой, прохладной и свежей водой.
Остается только одно – правильно определить место, где можно приступить к рытью колодца, выбрать оптимальный для данных условий тип колодца, понять технологию и приступить к воплощению задуманного. Именно для таких людей предназначается наша книга. Но, прежде чем мы перейдем непосредственно к описанию всего, что связано с водоснабжением вообще и с колодцами в частности, необходимо упомянуть о достоинствах и недостатках колодцев, чтобы владельцы индивидуальных домов получили четкое представление о предмете нашего разговора и сделали осознанный выбор (см. табл. ниже).
Колодец как элемент водоснабжения частного дома
Как видно из таблицы, достоинств у колодцев больше, чем недостатков, да и те носят относительный характер, поскольку при наличии средств часть забот и работы можно поручить профессионалам. Более того, они вполне компенсируются появлением на участке настоящего сокровища – собственного колодца.
Вода на участке
Сведения о воде
О круговороте воды в природе мы знаем еще из школьного курса природоведения, когда учитель рассказывал, что вода испаряется с поверхности открытых водоемов (океанов, морей, озер, ручейков) и с поверхности почвы, потом выпадает в виде осадков (дождя, снега, тумана, росы, инея, града) и весь процесс начинается снова. Испарение происходит тем интенсивнее, чем выше температура воздуха. Во время этого процесса образуются микроскопические капельки жидкости, которые при прохождении сквозь воздушные слои могут загрязняться различными веществами, в том числе токсическими, а также вредными микроорганизмами. Поэтому говорить о стерильности атмосферной воды по крайней мере, легкомысленно, особенно с учетом современного состояния экологии. Однако минеральных солей она не содержит вовсе или имеет в своем составе незначительное их количество, что делает эту воду мягкой.
В поиске места для колодца нередко помогает и рельеф местности. Если, например, на одной линии, протянувшейся вдоль речного русла или озера, не очень далеко один от другого располагаются два колодца, то между ними можно начать выкапывать еще один.
При попадании атмосферной воды на поверхность земли она просачивается через водопроницаемые грунты (к ним относятся гравий, песок, трещиноватые скальные породы и др.), причем глубина такого проникновения определяется глубиной залегания водоупорных (водонепроницаемых) слоев, которые образуют значительный по толщине слой плотных жирных глинистых отложений (такими же являются и монолитные породы, например базальт, песчаник, которые очень медленно пропускают воду). Они могут иметь уклон, поэтому грунтовые воды стекают в пониженные места – так возникают ручьи, реки, озера и др. От формы водоупорного горизонта зависит объем накопленной воды, которая образует водоносный горизонт (так называются водопроницаемые слои горных пород, которые насыщены водой), могущий содержать частицы глины, песка и т. п.
Строение грунта в том или ином месте определяет количество водоносных горизонтов. Водопроницаемые и водоупорные породы могут чередоваться, в результате чего возникают условия для аккумуляции свободных вод в толще водопроницаемых пород, лежащих на водонепроницаемых пластах. Поэтому на разных глубинах от поверхности формируются водоносные горизонты, причем совершенно необязательно, чтобы вода пронизывала всю толщу водоносного слоя, она может заполнять его до определенной поверхности. При этом, если в пробуренной скважине или отрытом колодце вода остается на том же уровне, что и в породе, то такая поверхность и соответственно водоносный горизонт именуются безнапорными, а уровень воды – геометрическим. Если поверх водоносного пласта лежит слой из водонепроницаемой породы, то в скважине вода может подниматься выше нижней поверхности водоупора (такой уровень воды называется пьезометрическим, или гидростатическим). И тогда вода в водоносном горизонте оказывается под воздействием гидростатического напора. В таком случае водоносный горизонт носит название напорного (рис. 1).
Рисунок 1. Водоносный горизонт в зависимости от наличия или отсутствия гидростатического напора: а) безнапорный: 1 – геометрический уровень воды; 2 – водоупорная кровля; 3 – водоносный слой; 4 – водоупор; б) напорный: 1 – гидростатический уровень воды; 2 – слабопроницаемый пласт; 3 – водоупор; 4 – водоносный слой; H – напор воды; m – мощность водоносного пласта
В соответствии с тем, на какой глубине находится вода, она классифицируется на следующие виды (внутри темы нашей книги вполне достаточно такого упрощенного понимания):
• почвенные (верховодка);
• грунтовые;
• межпластовые.
Залегание подземных вод схематично показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Залегание подземных вод: 1) почвенные; 2) межпластовые безнапорные; 3) грунтовые; 4) межпластовые напорные; 5) водоем
Почвенные воды образуются за счет атмосферных осадков, весеннего паводка, т. е. они практически всегда носят временный характер, и залегают на глубине, не превышающей 4 м. Состав атмосферной воды при просачивании сквозь почву заметно изменяется, что обусловлено составом тех грунтов, через которые она проходит. Так, вместе с грунтом вода «обогащается» аммиаком, минеральными солями (калия, натрия и др.).
Кроме того, минуя те или иные виды пород, вода приобретает типичные для них свойства, например насыщается ионами магния; хлористыми и сернокислыми соединениями при прохождении доломитов в первом случае, гипсов и каменной соли во втором и т. д. Помимо этого, в воду из почвы попадает углекислый газ, благодаря которому вода оказывается способной растворять минеральные соли. Верховодка для питья непригодна, а вследствие ее сезонности на нее не приходится рассчитывать и для решения чисто технических проблем, например для полива.
После таяния снега влага частично испаряется, частично проникает в более глубокие нижние горизонты. Воды, которые аккумулируются в первом от поверхности земли водоносном горизонте, называются грунтовыми (их источником, помимо названного, являются воды, просачивающиеся из ближайших водоемов). Они, в свою очередь, лежат на первом водонепроницаемом слое. Местами формирования грунтовых вод являются междуречные массивы, зоны ледниковых отложений, котловины, впадины и т. д. В природных условиях зеркало грунтовых вод, как правило, являет собой не горизонтальную, а волнистую поверхность, которая приблизительно совпадает с наземным рельефом. Это объясняется тем, что различны условия питания и выхода грунтовых вод на поверхность в зонах пересечения их оврагами, долинами рек и др.; неодинаковой скоростью просачивания воды и т. д. Там, где грунтовые воды выходят на поверхность, их уровень обычно снижается (это же характерно и для межпластовых вод). Глубина залегания грунтовых вод может доходить до 40 м, но они могут подниматься до 1–2 м от поверхности земли. Это происходит весной, и в этом случае грунтовые воды смыкаются с почвенными.
Грунтовая вода бывает мягкой и жесткой. Жесткость первой составляет не более 10°, т. е. в 100 г воды содержится до 10 мг извести; второй – выше 10°. Для питья наиболее пригодна вода с показателем жесткости 6–8°, предельная же жесткость равна 17–20° (при жесткости более 23–25° вода становится непригодной для питья). На практике от жесткой воды стенки посуды покрываются накипью, в ней трудно постирать белье или сварить овощи.
Воды, оказавшиеся между двумя водоупорными пластами, называются межпластовыми, причем верхний – это водоупорная кровля, а нижний – водоупорное ложе. Глубина залегания межпластовых вод составляет более 40 м. Иногда межпластовые напорные воды могут самостоятельно изливаться на поверхность, образуя ключи. Но чаще всего для их добычи бурят скважины, из которых вода бьет фонтаном (такие воды называются артезианскими по названию французской провинции Артуа, где в XII в. впервые была пробурена такая скважина).
Отличительной особенностью ключевых колодцев является то, что водоносный горизонт, на котором они устраиваются, лежат на небольшой глубине. Однако вследствие этого вода может загрязняться. Поэтому необходимо сдать ее на лабораторный анализ.
Для употребления подходят грунтовые и межпластовые воды. Их добывают путем устройства разных по типу колодцев. Вода из них должна быть чистой (в 1 л содержание кишечной палочки не должно превышать 10, а нитратов – не более 10 мг/л), прозрачной (не менее 30 см), бесцветной (не более 30° цветности), не имеющей посторонних запахов и привкуса (разрешенная интенсивность привкусов и запахов составляет не более 2–3 баллов). Температура колодезной воды может колебаться в пределах 7–12 °C – при более высокой температуре освежающие свойства воды утрачиваются, при более низкой температуре она вредит здоровью пользователей, в том числе и животным.
Качество питьевой воды (бактериологические и органолептические показатели, а также предельно допустимые концентрации вредных химических веществ) должно соответствовать специально разработанным нормам – ГОСТу 2874–82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». С этой целью необходимо провести физические, химические и бактериологические анализы воды из данного источника, что входит в обязанности санитарно-эпидемиологической службы, куда следует доставить пробы. В отличие от питьевой воды качество воды, использующейся для технических нужд, в частности для полива, не регламентируется. Для этого подходят верховодка, грунтовые воды, вода из открытых источников.
Выбор места под колодец
Прежде чем приступать к устройству колодца любого типа, необходимо выбрать место под него. Как правило, для колодца отводят возвышенное место на участке, чтобы исключить риск попадания в него поверхностных стоков и паводковых вод. Есть и другие требования, которые следует учитывать, в частности не строят колодец близ рек; в местах резкого изменения рельефа (это свидетельство того, что не исключается значительное колебание уровня грунтовых вод); рядом с источниками загрязнения (банями, дренажными колодцами, выгребными ямами и т. п.).
Кроме того, есть и законодательные ограничения: без специально оформленных разрешительных документов допускается устройство колодца глубиной не более 20 м. Это означает, что для бурения артезианской скважины требуется получить специальное разрешение соответствующих служб (геологической, санитарной, экологической, архитектурной, управления экспертизы), поскольку в этом случае предполагается использование воды в качестве природного ресурса, находящегося в собственности государства. Более того, за эксплуатацию скважины необходимо будет платить налог. Поэтому еще до начала работ надо все обдумать, взвесить, соотнести со своими финансовыми возможностями и вообще с необходимостью такого источника.
Однако сказанное представляет собой только одну сторону данного дела. Есть и другая проблема – вода не всегда находится в том месте, где нужно, и не в том количестве, которое требуется. В естественных условиях водоносные и водоупорные слои чередуются между собой, образуя «слоеный пирог», причем толщина слоев может составлять даже десятки сантиметров. Отсюда возникает необходимость проведения соответствующей гидрогеологической разведки, которая серьезно снизит риск получить сухую скважину (более подробно речь об этом пойдет далее). Привлечение соответствующих организаций для ее осуществления связано с расходами, что также нужно иметь в виду. Однако предварительно следует провести собственное небольшое тестирование, начав с беседы с ближайшими соседями, на участках которых уже есть колодцы. Надо выяснить, какой они глубины, обеспечивают ли они потребности в воде, какого типа колодцы преобладают в окрестностях. Если полученные сведения окажутся разно– или даже противоречивыми, то нужно обратить внимание на определенные особенности участка, в частности на рельеф местности (следы оползней, расположение участка в низине и др.) и на так называемые растения-индикаторы – вереск, камыш, клевер, осоку, березы и др. Они помогут хотя бы приблизительно определить, на какой глубине можно ожидать наличие водоносного слоя. Однако во избежание ошибок надо учесть, что растения должны располагаться большими группами, быть мощными и разновозрастными, иначе может оказаться, что их кто-то посеял или высадил либо они проросли случайно.
Кроме того, есть еще ряд признаков из разряда народных примет, которые укажут на близко залегающие водоносные пласты:
• плотный туман, появляющийся над землей, в отсутствие в непосредственной близости каких-либо водоемов;
• наличие неподалеку естественных водоемов (озера, речки и пр.).
• мельтешение летним вечером в воздухе мелких насекомых – комаров, мошек.
• проталины среди снега, если речь идет о зиме.
• о близко залегающих водоносных жилах свидетельствуют бурно разросшиеся мать-и-мачеха, болиголов, рогоз, папоротник, крапива и др. В таких местах стоят великолепные дубы, вербы, тополя, более того, склонившиеся в одну сторону ольха, клен или береза говорят о близкой воде.
Внимательное наблюдение за домашней живностью тоже могут дать полезные сведения:
• испытывающие жажду лошади и собаки роют землю в местах, где чувствуют близкий источник;
• кошки, в отличие от собак, любят лежать там, где проходит водоносный пласт;
• гуси устраивают кладки в местах пересечения водяных пластов, а куры, напротив, никогда так не поступают;
• там, где вода близко подходит к поверхности земли, никогда не найти муравейника.
Проблемы с водоснабжением могут возникнуть, если участок находится:
• в гористой или холмистой местности;
• на крутом берегу реки;
• в зоне карьеров и крупных водозаборов, а также неподалеку от артезианских источников и ключей;
• рядом с такими плотно растущими деревьями, как бук или акация.
8. Не следует ожидать качественной воды, если участок располагается на территории хотя и осушенного, но болота, а также на низком берегу реки.
При рытье колодца необходимо соблюдать технику безопасности, поскольку придется работать на глубине, где температура воздуха ниже, чем на поверхности. Чтобы избежать переохлаждения, надо периодически выбираться наверх.
Выбор места для размещения колодца сопряжен с целым рядом факторов, без учета которых могут возникнуть нежелательные последствия.
1. Не стоит располагать колодец рядом с домом. Это особенно касается тех случаев, если на незначительной глубине под ним проходит плывун (мелкий песок, смешанный с водой). Устройство колодца и его эксплуатация со временем обязательно приведут к разрушению домового фундамента. Не место для колодца и внутри периметра дома, поскольку это тоже чревато негативными для постройки последствиями, а также с трудностями по ремонту и уходу за колодцем.