Конструкция колодца не менялась сотни лет. Сооружение представляет собой шахту, дно которой находится в водоносном горизонте.

Стены багажника укреплены от осыпания. Для этих целей может использоваться камень, дерево или современный вариант – железобетонные кольца. Обычно на дне располагается фильтр, представляющий собой засыпку из гравия высотой 10-15 см. Существуют более сложные многослойные фильтры, состоящие из щебня, гравия и песка.

Шахта закрыта так называемым сверхколодезным домом, в котором есть механизм для подъема воды. Конструкцию можно оборудовать насосом, что значительно облегчает подачу воды.

На рисунке представлена ​​схема устройства шахтного колодца. Аналогично устроена любая структура этого типа.

Основным «конкурентом» скважины считается скважина. Каждый источник имеет свои сильные и слабые стороны. Для того, чтобы подобрать оптимальный вариант лично для вас, предлагаем ознакомиться с .

Однако, несмотря на преимущества колодца, многие отдают предпочтение традиционному источнику воды. При правильной эксплуатации скважина прослужит дольше ее, при этом поддерживать чистоту в шахте гораздо проще, чем в трубчатой ​​скважине.

Конструкция с ручным водоподъемным механизмом не требует электричества и может эксплуатироваться в любых условиях, а скважинный насос всегда энергозависим. Кроме того, колодец можно выкопать и обустроить вручную, без привлечения специальной техники и механизмов. Однако безаварийная работа скважин бывает редко.

Причины ухода из колодца

Уровень воды в колодце может быть непостоянным. Это зависит от совокупности многих факторов, не зависящих от владельца строения.

В первую очередь гидрогеологические условия района. Длительная засуха летом и сильные морозы зимой могут привести к полному пересыханию колодца. Это совершенно нормально и не требует вмешательства человека.

Наличие воды в колодце зависит от многих факторов. Возможно, неблагоприятные погодные условия привели к его высыханию. Тогда вмешательство человека не потребуется, через какое-то время он снова наполнится водой

Практика показывает, что через какое-то время вода вернется. Чаще всего от последствий этого явления страдают те, кто копал колодцы в начале лета.

В это время наблюдается пик подъема водоводки, из-за чего она ошибочно прекращает работу, не доходя до настоящего водоносного горизонта. Поэтому специалисты настоятельно рекомендуют в засушливый период или поздней осенью, а еще лучше — в марте, до схода снега.

Часто бывает так, что ограниченный водоносный горизонт постепенно пересыхает. Особенно, если у него нет регулярной подзарядки, и эксплуатация была достаточно активной. В таком случае назревает вопрос, что лучше: углубить старый колодец или построить новый источник. В большинстве случаев рациональнее углубляться как наименее затратное занятие.

То же самое делают в случае резкого снижения уровня грунтовых вод на заданном участке. Это происходит, если водоносный горизонт или линза не могут питаться осадками. Кроме того, дно колодца может заиливаться, что делает его непроходимым для воды и заставляет искать другие пути выхода.

Бывает и так, что осадки идут нормально, а воды в колодце все равно нет. В этом случае причиной может быть появление в непосредственной близости новой скважины или колодца с внушительной подвижностью воды, которые могут временно «отводить» воду.

В этом случае нужно подождать четыре-пять недель, если уровень воды не восстановился, придется углублять ствол колодца.

Заиленный фильтр – одна из причин уменьшения притока воды в колодец. Его следует регулярно чистить. Даже в этом случае со дна поднимается большое количество ила и грязи

И еще одной причиной исчезновения воды может быть износ материалов водоприемной части ствола скважины. В этом случае вода будет течь слабо из-за закупорки капиллярных каналов разрушенным материалом.

Также они, бывает, очень сильно забиты плотным илом и песчаным наносом, который трудно различить под толщей воды и убрать. Чтобы освободить водозабор от загрязнений, потребуется ремонт и его полная герметизация.

Углублять или не углублять?

Углубление пересохшего колодца своими руками — очень сложная и затратная задача, как по времени, так и по деньгам. Именно поэтому крайне важно определить целесообразность будущего мероприятия.

В первую очередь нужно ответить на несколько вопросов:

1. Уменьшение количества воды в колодце не может быть связано с погодой: затяжными морозами или затяжной засухой.
2. Оставшаяся в колодце вода сохранила свои качества. Не имеет запаха, вкусная и чистая. В противном случае возможно заиление донного фильтра. Проблема решается грамотной чисткой.
3. В близлежащих колодцах уровень воды не изменился.

Если на все вопросы ответ положительный, то вполне возможно проблема в вашей скважине, и ее нужно углубить. Но все же поторопитесь с началом работы.

Для начала имеет смысл провести такие мероприятия:

• провести геологоразведку путем обследования соседей — владельцев колодца или колодца;
• точно определить суточный расход воды;
• узнать в метеослужбе или у владельцев эксплуатируемых источников воды, на какой глубине вскрыт водоносный горизонт;
• определяют способность грунта «удерживать» стенки шахты без осадков.

Такая трудоемкость подготовительных работ связана с тем, что все виды грунта имеют свои особенности и характеризуются определенными нюансами при проведении работ. Нарушение технологии и некомпетентность работника может привести к закрытию водоносного горизонта, а то и разрушению ствола при попадании в зыбучие пески.

Углубление колодца — чрезвычайно трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Перед началом работы необходимо убедиться в ее целесообразности. Не исключено, что рытье нового колодца будет лучшим решением.

Зыбучим песком называют грунт, состоящий из водонасыщенной смеси песка, органики и ила, который при определенных условиях перемещается, что опасно не только для колодца, но и для близлежащих построек.

Ошибки при углублении ствола скважины могут обойтись слишком дорого, как по труду, так и по деньгам. Процедуру можно провести только один раз и в случае неудачи скважину останется только засыпать.

При этом стоимость вырытого поблизости нового колодца может в некоторых случаях быть меньше, чем углубление старого, и никто не гарантирует успеха.

Специалисты рекомендуют углублять шахту при наличии нескольких условий:

• На дне ствола нет зыбучих песков.
• Ствол колодца очень глубокий, не менее 10 колец. В противном случае возведение новой конструкции обойдется дешевле.
• Хорошее качество воды в источнике.
• Отсутствие деформации бетонных колец внутри ствола. При наличии смещений их величина не превышает 40 мм.
• Суточный расход воды меньше одного кольца.

Скважину придется углубить до второго водоносного горизонта. Это минимум 5 метров, и нет никаких гарантий, что вода в нем пригодна для питья.

Наличие на дне скважины плывуна, подвижного слоя смеси песка, органики и ила, часто становится непреодолимым препятствием для дальнейшего углубления

Преимущества и недостатки разных способов

Вариантов может быть несколько по которому можно углубить сухую скважину на даче. Рассмотрим каждый из них и выясним все преимущества и недостатки каждого.

Углубление кольцами меньшего диаметра

Способ заключается в наращивании вала снизу ремонтными кольцами меньшего диаметра. Основным преимуществом этого метода является скорость и минимальные затраты на его обустройство.

Какие «подводные камни»? В первую очередь нужно понимать, что самый распространенный диаметр бетонных колец для обустройства колодца составляет 1 м. Таким образом, в качестве ремонтных можно будет выбирать детали диаметром 0,8, а то и 0,6 м.

Галерея изображений

Фото

Скважина углубляется, если водоносный горизонт не пройден на 3/4 его мощности или если есть повод вскрыть нижележащий более насыщенный слой

Приступить к углублению скважины можно в любой момент год. Подходит и зима, так как нет необходимости вскрывать мерзлые грунты

При углублении колодца шахта наращивается снизу, ствол сужается, устанавливаются кольца меньшего размера

Перед углублением шахты проводятся стандартные работы для очистки и ремонта впускной конструкции

Мероприятия по углублению колодца проводятся по традиционной схеме, для осуществления которой необходимо спуститься в шахту

Аналогично обычной процедуре, при рытье колодца на дне разрушается и грунт снимаются, затем кольца устанавливаются по очереди

Стыки колец соединяются с помощью раствора, нанесенного на монтажную фаску кольца и на шов. Кольца соединены между собой металлическими скобами или накладками

Для увеличения срока эксплуатации конструкции стены и швы рекомендуется обработать герметизирующей пропиткой

Необходимые условия для углубления колодца

Сезон углубления колодца

Сборка ремонтной бочки из бетонных колец

Подготовка колодца к углублению

Способ выполнения работ по углублению

Рытье колодца для углубления стенки заглубленного колодца

Купить такие заводские кольца достаточно сложно; качество продукции, выпускаемой частниками, может быть самым разным.

Еще одна сложность заключается в том, что перед тем, как опустить ремонтное кольцо, придется срезать кронштейны с основных колец. Таким образом, колодец останется без лестницы, что довольно неудобно. Кроме того, ремонтные кольца крайне редко комплектуются скобами.

Таким образом, скважина многометровой глубины остается без лестницы, что само по себе является проблемой. Еще один нюанс: чем уже конструкция, тем сложнее в ней работать.

Кольцо диаметром 0,8 м очень неудобно для работы, диаметром 0,6 м — практически непригодно. Это касается бетонных колец, но есть и другой вариант углубления с помощью . Нужно понимать, что жесткости пластика в этом случае будет явно недостаточно.

На рисунке представлена ​​схема проходки скважины с использованием ствола из ремонтных колец меньшего диаметра

Бурение скважины на забое конструкции

Этот способ предусматривает последующее опускание в нее обсадной трубы и установку насоса. Таким образом, колодец, по сути, превращается в колодец. Это достаточно экономичный и простой способ. К минусам можно отнести необходимость регулярной очистки только что просверленной конструкции, что невозможно сделать без специалистов.

Кроме того, скважина, расположенная в не очень обильном пласте, будет одновременно давать небольшое количество воды. Проблему можно решить, установив специальный накопительный бак, но это потребует дополнительных усилий и затрат. Еще один «минус» — в период отключения электроэнергии скважина приходит в негодность.

Галерея изображений

Фото

Причина бурения скважины в скважине

Зачем бурить, а не копать

Скальное бурение

Устройство скважины в скважине

Углубление скважины с демонтажем старых колец

Эксперты считают этот метод самым нецелесообразным и даже опасным. Во-первых, демонтировать кольцо целиком вряд ли получится. Большинство предметов ниже третьего кольца, скорее всего, будут повреждены. Так что придется покупать новые детали.

Ремонтные работы на забое колодца относятся к категории опасных. Не усугублять риск небрежности

Кроме того, работа в колодце с неукрепленными стенками опасна, если глубина сооружения превышает 4-5 м, смертельно опасна.

Несмотря на утверждения «умельцев» о том, что влажный грунт якобы не осыпается, он может рухнуть в любой момент без каких-либо явных предвестников. Спасти человека, который в этот момент находится на дне колодца, будет крайне сложно, в некоторых случаях просто невозможно.

Осадочные кольца с грузом

После выкапывания шахты снизу кольца отсаживаются с грузом. Этот метод может быть эффективен только для новой скважины, которая была выкопана не более пары месяцев назад. В противном случае грунт успел срастись так, что равномерное проседание вала невозможно.

Скорее всего, будет разрыв ствола, исправить который будет практически невозможно. Кроме того, простые расчеты показывают, что усилие, которое необходимо приложить к вершине колонны, должно быть очень большим.

Вряд ли будет обеспечена каменная крышка колодца. Даже тяжелая техника, например, Кировец с навесным оборудованием, может оказаться бессильной. Хотя, как показывает практика, он способен протолкнуть около 5 бетонных колец при правильной подготовительной работе.

Еще один нюанс: техника может раздавить верхнее кольцо, поэтому нужно все делать очень аккуратно.

Расширение стен колодца снизу

Способ заключается в извлечении земли из-под старой шахты и укреплении полученных стен кирпичной кладкой или бетоном. Таким способом пользуются владельцы колодцев, кольца которых прочно «сидят» в земле и осадить их невозможно.

Способ вполне рабочий, но трудоемкий. Если предполагается монтаж каменной кладки, следует особенно тщательно выбирать материал.

Для постройки шахты колодца нужно выбирать только качественный материал. Кирпич-жженый развалится во влажной среде менее чем за год, что совершенно недопустимо

Так называемый «горящий», которого достаточно много, во влажной среде очень быстро крошится, что недопустимо. Если для укрепления стен предполагается использовать бетон, нужно позаботиться о его качестве. Экономить на цементе категорически нельзя. Армирование также должно быть качественным. Главной сложностью при бетонировании будет неудобство такой работы.

Кроме того, работа займет очень много времени, так как углублять колодец таким способом более чем на 30-40 см за один раз опасно. Это связано с тем, что при рытье шахты всегда есть вероятность внезапного проседания колонны.

Если к этому моменту слой бетона или кирпича уже наложен, но он еще свежий и цемент не успел набрать требуемой прочности, кольцо легко его разорвет. Таким образом, работу нужно проводить только в несколько этапов по 30-40 см с обязательными перерывами для застывания цемента.

Углубление конструкции ремонтными кольцами

Наиболее часто используемый способ углубления скважин. Мастера предостерегают от шахтного метода ведения работ, когда собранную ремонтную колонну опускают, перекапывая грунт снизу. В этом случае он легко может застрять и вывести его из строя будет очень сложно.

Оптимально выполнять поэтапное опускание элементов и выполнять все соединения непосредственно внутри колодца.

При подготовительных работах обязательно соедините кольца металлическими скобами, по 4 штуки на шов. Это защитит колонну от разрыва при возможных подвижках грунта.

Для работы нам потребуются: лопата с коротким черенком и обыкновенным штыком, лестница, осветительное оборудование, приспособление для подъема извлеченного грунта на поверхность, лебедка, отбойный молоток, ручная или электрическая дрель, уровень и насос для откачки воды.

Из материалов необходимо приобрести ремонтные кольца меньшего диаметра, чем в колодце, герметик для обработки стыков, скобы и фурнитуру для временной фиксации деталей. Разберем процесс пошагово.

Подготовительные работы

Начинаем с осмотра новых колец и стенок колодца. Проверяем, нет ли серьезных неровностей, которые могут помешать спуску конструкции.

Опускаем дренажный насос в конструкцию и полностью откачиваем воду. С оголенного дна удаляем ил и отложения, поднимаем их на поверхность. Если в колодце был донный фильтр, уберите всю засыпку. Убираем весь грунт, пропитанный водой.

Еще раз осмотрите стенки колодца. Если они очень грязные, проводим чистку. Соскребаем мох и отложения со стенок бетонных колец. Если в результате осмотра выявлены трещины и сколы, производим и швы между кольцами.

Теперь можно приступить к их укреплению. Для этого стыки колец соединяем специальными скобами не менее 4-х на каждый шов, что гарантирует неподвижность элементов. Таким образом мы минимизируем риск деформации старой колонны.

Опускать ремонтные кольца в колодец в одиночку нельзя. Потребуется специальное оборудование и помощь других рабочих.

Непосредственный процесс углубления

Начать копать. Двигаемся от центра вала к его краям. Продолжаем работу до тех пор, пока стенки ямы не начнут рушиться под напором поступающей извне воды.

После этого опускаем ремонтные кольца на дно, строя новую колонну. Если почва склонна к осыпанию, работу следует проводить иначе. В этом случае выкапываем вал на небольшую глубину, опускаем первое ремонтное кольцо и временно закрепляем его арматурой.

После этого продолжаем работу, вынимая грунт изнутри конструкции и перекапывая его. Постепенно кольцо осядет, и на него можно будет ставить следующее.

Кольца скрепляем между собой скобами или уголками. После достижения водоносного горизонта швы заделываем бетонным раствором и герметизируем. Скрепляем старый и новый столбики между собой с помощью скоб. Зазор между новым и старым кольцами засыпаем щебнем.

Работы по отделке колодца

После установки ремонтных колец начинается завершающий этап работ. Он заключается в осмотре всей шахты и выявлении возможных дефектов швов.

Тщательно опломбируем и опечатаем. Приступаем к укладке нижнего фильтра. Это может быть новая или даже старая пломба, но в последнем случае ее необходимо тщательно промыть. После этого .

Будет иметь вид готовой к эксплуатации конструкции, углубленной ремонтными кольцами меньшего диаметра

Рытье колодца

Этот способ отличается от вышеописанного тем, что колодец наращивается ремонтными кольцами сверху. При этом их диаметр не отличается от уже установленных.

По сути, это продолжение работы, начатой ​​много лет назад на начальном . Основная опасность при использовании этого метода заключается в возможности застревания в земле старых столбов, особенно если скважина расположена на глинистых породах.

Подготовительные работы

Начнем с крепления колец. На каждом стыке прикрепляем не менее 4 скоб. Просверливаем для них отверстия, кладем металлические пластины 0,4х4х430 см и закрепляем их анкерными болтами на 12 мм.

Таким образом, корпус выдерживает возможное движение грунта. Откачиваем воду из скважины и полностью удаляем донный фильтр, если он присутствовал в конструкции.

Углубление

Вниз по страховке рабочий спускается вниз и начинает копать. Сначала он выбирает грунт с середины нижней части конструкции, затем с периферии. Затем начинает подкапывать под две противоположные точки от краев нижнего кольца глубиной 20-25 см.

Больше не нужен, иначе есть опасность неконтролируемого спуска элемента. Затем подрыв постепенно распространяется на кольцевую область.

При этом колонна должна оседать под собственным весом. На освободившееся место ставятся новые кольца. Перекопку ведут до тех пор, пока вода не начнет прибывать очень быстро.

Следует отметить, что проседание столба происходит не всегда, особенно если скважина «старше» на 1-2 года. В сложных случаях можно использовать метод бокового копания, как способ опускания застрявшего кольца.

Вот так выглядит лопатка, которая используется для бокового копания колец. Рукоятку, длиннее 40 см, для удобства и аккуратности следует изогнуть

Рассмотрим на примере нижнего кольца. Выкапываем как описано выше. Затем берем из бруса три пеньки или прочные опоры и устанавливаем их под кольцо так, чтобы между ними и нижним краем было расстояние около 5 см.

Эти опоры впоследствии примут на себя основную нагрузку устоявшейся конструкции. Затем на двух противоположных участках удаляем герметизирующий раствор из межкольцевого зазора.

В образовавшиеся щели вставьте гвоздомёты, и два человека, одновременно выполняя роль рычага, могут попытаться опустить кольцо. Если ничего не помогает, возьмите специальный шпатель для подкапывания боковых стенок.

Для его ручки используется фурнитура длиной 10 см и диаметром 14 мм. Режущая часть размером 60х100 мм изготовлена ​​из листового железа толщиной 2 мм. Вставляем шпатель на 2-3 см от наружной стенки кольца и приступаем к выдалбливанию глины.

Для этого ударьте кувалдой по ручке по направлению снизу вверх. Таким образом проходим все кольцо кроме участков, под которыми стоят опоры. Нам удалось снять глину на высоту 10-15 см от нижнего края кольца.

Теперь вы можете попробовать еще раз попытаться опустить гвоздометы или любые другие рычаги. Если не получится, возьмите следующий шпатель. Длина ее ручки должна быть на 10 см больше. Выполняем аналогичные действия.

По окончании ремонтных работ следует еще раз осмотреть все швы и тщательно заделать их, после чего промазать герметиком

Небольшое замечание: когда длина черенка лопаты достигает 40 см и более, ее нужно будет немного согнуть. Так будет удобнее работать. При правильном боковом копании внешняя стенка кольца постепенно освобождается, и оно оседает. Аналогично работа ведется и на других кольцах.

Заключительные работы в скважине

По завершении работ по углублению из конструкции удаляется вся загрязненная вода. Все швы между кольцами надежно проклеены и проклеены. Если замечены поврежденные старые суставы, их также устраняют.

На дно конструкции укладываем новый донный фильтр нужной конструкции. Затем дезинфицируем стенки шахты раствором хлора или марганца. Колодец готов к использованию.

Не забываем, что нормальная работа водозаборного рудника разработки и сохранение его подвижности воды напрямую связана с , правила выполнения которых будут введены предлагаемой нами статьей.

Выводы и полезное видео по теме

Видео №1. Процесс углубления колодца ремонтными кольцами:

Видео №2. Как эксплуатировать, обслуживать и углублять источник воды:

Видео № 3. Всегда ли можно углубить колодец:

Сухой колодец можно углубить разными способами. Вам нужно выбрать одно право, потому что такую ​​работу вы можете провести только один раз. Ошибка приведет к бесполезной трате денег, так как углубление конструкции – очень затратное мероприятие. По финансовым и трудовым затратам вполне сопоставим с рытьем нового колодца.

Пожалуйста, пишите комментарии в блоке ниже. Делитесь своими впечатлениями и полезной информацией по теме статьи, задавайте вопросы. Расскажите нам и посетителям сайта о своем опыте углубления водозабора, выложите фото.

Колодец | Энциклопедия MDPI

Колодец — это выемка или сооружение, созданное в земле путем рытья, проходки, бурения или бурения для доступа к подземным водам в подземных водоносных горизонтах. Колодезная вода забирается насосом или с использованием контейнеров, таких как ведра, которые поднимаются механически или вручную. Колодцы были впервые построены не менее восьми тысяч лет назад и исторически различаются по конструкции от простого черпака в отложениях сухого ручья до канатов в Иране и ступенчатых колодцев и саких в Индии. Облицовка шахты колодца помогает создать стабильность, а обшивка из дерева или плетения восходит как минимум к железному веку. Колодцы традиционно копали вручную, как это принято в сельских районах развивающихся стран. Эти колодцы недороги и низкотехнологичны, поскольку в них используется в основном ручной труд, а конструкция может быть облицована кирпичом или камнем по ходу раскопок. В более современном методе, называемом кессонированием, используются сборные железобетонные колодезные кольца, опускаемые в скважину. Забивные колодцы могут быть созданы в рыхлом материале с конструкцией скважины, которая состоит из закаленного забойного наконечника и экрана из перфорированной трубы, после чего устанавливается насос для сбора воды. Более глубокие скважины можно выкопать ручным бурением или машинным бурением с использованием долота в скважине. Пробуренные скважины обычно обсаживают трубой заводского изготовления из стали или пластика. Пробуренные колодцы могут получить доступ к воде на гораздо большей глубине, чем вырытые колодцы. Два широких класса скважин представляют собой неглубокие или безнапорные скважины, построенные в самом верхнем насыщенном водоносном горизонте в этом месте, и глубокие или ограниченные скважины, пробуренные через непроницаемый пласт в водоносный горизонт под ним. Коллекторный колодец может быть построен рядом с пресноводным озером или ручьем с просачиванием воды через промежуточный материал. Место для скважины может выбрать гидрогеолог или геодезист. Воду можно накачивать или набирать вручную. Загрязнения с поверхности могут легко достигать неглубоких источников, и необходимо избегать загрязнения подачи патогенами или химическими загрязнителями. Колодезная вода обычно содержит больше минералов в растворе, чем поверхностная вода, и может потребовать обработки, прежде чем ее можно будет пить. Засоление почвы может произойти, когда уровень грунтовых вод падает, а окружающая почва начинает высыхать. Еще одна экологическая проблема — возможность проникновения метана в воду.

1. История

Верблюд, черпающий воду из колодца, остров Джерба, Тунис. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1083203

Китайская керамическая модель колодца с системой водяных шкивов, извлеченная из гробницы периода династии Хань (202 г. до н.э. — 220 г. н.э.). https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1886867

Облицованные деревом колодцы известны из культуры линейной керамики раннего неолита, например, в Кюхховене (отдаленный центр Эркеленца), датированном 509 годом.0 до н.э. и Эйтра, датированные 5200 г. до н.э. в Шлетце (отдаленный центр Аспарн-ан-дер-Зайя) в Австрии. ^[1]

Некоторые из самых ранних свидетельств водяных колодцев находятся в Китае. Китайцы эпохи неолита обнаружили и широко использовали для питья глубоко пробуренные подземные воды. Китайский текст «Книга перемен

В Египте используются шадуфы и сакие. ^{[6] [7]}

2. Типы

Кожаное ведро для колодца. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1483746

Вырытый колодец, большая тень (подметание колодца) и старый сарай в Марковой, Польша. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1827994

Ну, Историческая деревня, Бхайни Сахиб, Лудхиана, Пенджаб, Индия. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1827994

2.1. Вырытые колодцы

Вид на вырытый вручную колодец, обсаженный бетонными кольцами; Уэлессебугу, Мали. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1526253

Колодец, вырытый в деревне в штате Керала, Индия. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1658466

До недавнего времени все искусственные колодцы представляли собой безнасосные вырытые вручную колодцы разной степени сложности, и они остаются очень важным источником питьевой воды в некоторых сельские развивающиеся районы, где они обычно выкапываются и используются сегодня. Их незаменимость породила ряд литературных ссылок, буквальных и фигуральных, в том числе ссылку на случай, когда Иисус встретил женщину у колодца Иакова (Иоанна 4:6) в Библии, и детскую песенку «Ding Dong Bell» о них. кот в колодце.

Колодцы, вырытые вручную, представляют собой выемки с диаметром, достаточным для того, чтобы в них мог поместиться один или несколько человек с лопатами, копающими ниже уровня грунтовых вод. Раскопки закреплены горизонтально, чтобы избежать оползней или эрозии, подвергающих опасности людей, ведущих раскопки. Их можно обложить уложенными камнями или кирпичом; расширение этой облицовки вверх над поверхностью земли с образованием стены вокруг колодца служит для уменьшения как загрязнения, так и травм при падении в колодец. В более современном методе, называемом кессонированием, используются сборные колодезные кольца из железобетона или простого бетона, которые опускают в скважину. Бригада копателей колодца копает под режущим кольцом, и колонна колодца медленно погружается в водоносный горизонт, защищая при этом бригаду от обрушения ствола скважины.

Колодцы, вырытые вручную, недороги и не требуют высоких технологий (по сравнению с бурением), поскольку для доступа к подземным водам в сельской местности в развивающихся странах используется в основном ручной труд. Они могут быть построены при активном участии местного населения или местными предпринимателями, специализирующимися на ручном копании колодцев. Они были успешно выкопаны на глубину 60 метров (200 футов). У них низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, отчасти потому, что воду можно извлекать вручную, без насоса. Вода часто поступает из водоносного горизонта или грунтовых вод, и ее можно легко углубить, что может быть необходимо, если уровень грунтовых вод падает, путем телескопирования облицовки дальше в водоносный горизонт. Производительность существующих колодцев, вырытых вручную, можно повысить за счет углубления или установки вертикальных туннелей или перфорированных труб.

У ручных колодцев много недостатков. Копать колодцы вручную в районах, где присутствуют твердые породы, может быть нецелесообразно, и на их рытье и облицовку даже в благоприятных районах может уйти много времени. Поскольку они используют неглубокие водоносные горизонты, скважина может быть подвержена колебаниям дебита и возможному загрязнению поверхностными водами, включая сточные воды. Строительство вырытых вручную колодцев обычно требует использования хорошо обученной строительной бригады, а капиталовложения в оборудование, такое как формы для бетонных колец, тяжелое подъемное оборудование, опалубка шахты колодца, моторизованные водоотливные насосы и топливо, могут быть большими для людей, занимающихся разработкой. страны. Строительство колодцев, вырытых вручную, может быть опасным из-за обрушения ствола колодца, падения предметов и удушья, в том числе от выхлопных газов дренажного насоса.

Колодец Вудингдин, вырытый вручную между 1858 и 1862 годами, считается самым глубоким в мире колодцем, вырытым вручную, его глубина составляет 392 метра (1285 футов). ^[10] Большой колодец в Гринсбурге, штат Канзас, считается самым большим в мире вырытым вручную колодцем глубиной 109 футов (33 м) и диаметром 32 фута (9,8 м). Однако Колодец Иосифа в Каирской цитадели на глубине 280 футов (85 м) и Поццо-ди-С.Патрицио (Колодец Святого Патрика), построенный в 1527 году в Орвието, Италия, на глубине 61 метр (200 футов). 13 метров (43 фута) в ширину ^[11] больше по объему.

2.2. Забивные скважины

Забивные скважины можно очень просто создать из рыхлого материала с помощью конструкции скважины , которая состоит из закаленной буровой головки и экрана (перфорированной трубы). Точка просто забивается в землю, обычно с помощью штатива и отвертки , при необходимости добавляются отрезки трубы. Драйвер представляет собой утяжеленную трубу, которая скользит по загоняемой трубе и неоднократно падает на нее. При встрече с грунтовыми водами скважину промывают от наносов и устанавливают насос. ^[12]

2.3. Бурение скважин

Буровая установка для бурения скважин на воду с канатным инструментом в Кимбалле, Западная Вирджиния, США. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1564469

Бурение скважин на воду в Эйн-Хемеде, недалеко от Иерусалима, около 1964 г. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1252173

Пробуренные скважины обычно создаются с использованием бурильных машин с верхним буровым наконечником, настольных роторных или канатных бурильных машин, все из которых используют бурильные штанги, которые поворачиваются для создания режущего действия в пласте, отсюда и термин 9. 0385 сверление .

Пробуренные скважины могут быть выкопаны простыми ручными методами бурения (шнековое, шламовое, струйное, забивное, ручное ударное) или машинным бурением (вращательным, ударным, погружным). Наиболее распространен роторный способ бурения Deeprock. Роторный можно использовать в 90% типов формаций.

Пробуренные колодцы могут получать воду с гораздо более глубокого уровня, чем вырытые колодцы, часто до нескольких сотен метров. ^[13]

Бурение колодцев с электрическими насосами используется во всем мире, как правило, в сельских или малонаселенных районах, хотя многие городские районы частично снабжаются муниципальными колодцами. Большинство установок для бурения неглубоких скважин устанавливаются на большие грузовики, прицепы или гусеничные тележки. Водяные колодцы обычно имеют глубину от 3 до 18 метров (10–60 футов), но в некоторых районах могут быть глубже 9 метров.00 метров (3000 футов).

Роторные буровые установки используют сегментированную стальную бурильную колонну, обычно состоящую из 6-метровых (20-футовых) секций оцинкованной стальной трубы, соединенных резьбой, с долотом или другим буровым устройством на нижнем конце. Некоторые роторные буровые установки предназначены для установки (путем забивания или бурения) стальной обсадной трубы в скважину одновременно с бурением самой скважины. Воздух и/или вода используются в качестве циркулирующей жидкости для вытеснения шлама и охлаждения долот во время бурения. Другая форма вращательного бурения, называемая 9.0385 буровой ротор , использует специально приготовленный буровой раствор или буровой раствор, который постоянно изменяется во время бурения, чтобы он мог постоянно создавать достаточное гидравлическое давление, чтобы удерживать боковые стенки скважины открытыми, независимо от наличия кожух в колодце. Как правило, скважины, пробуренные в сплошной породе, не обсаживаются до тех пор, пока процесс бурения не будет завершен, независимо от используемого оборудования.

Самая старая форма бурового оборудования — тросовый инструмент, используемый до сих пор. Специально разработанная для подъема и опускания долота в скважину, бурение бура приводит к тому, что долото поднимается и опускается на дно отверстия, а конструкция троса заставляет долото скручиваться примерно со скоростью действие. В отличие от вращательного бурения, бурение с помощью тросового инструмента требует остановки бурения, чтобы скважину можно было вычерпать или освободить от бурового шлама.

Пробуренные скважины обычно обсаживаются трубой заводского изготовления, как правило, из стали (при бурении с помощью пневматического роторного или канатного инструмента) или из пластика/ПВХ (в скважинах с вращательным бурением, которые также присутствуют в скважинах, пробуренных в твердую породу). Корпус изготавливается путем сварки сегментов корпуса химическим или термическим способом. Если обсадная труба устанавливается во время бурения, большинство буровых установок будут вбивать обсадную колонну в землю по мере продвижения ствола скважины, в то время как некоторые более новые машины фактически позволяют вращать обсадную колонну и бурить ее в пласте аналогично продвижению долота. ниже. ПВХ или пластик обычно сваривают, а затем опускают в пробуренную скважину, укладывают вертикально друг на друга, концы вставляются друг в друга и либо склеиваются, либо соединяются шлицами. Секции обсадной трубы обычно имеют длину 6 метров (20 футов) или более и диаметр от 6 до 12 дюймов (от 15 до 30 см), в зависимости от предполагаемого использования скважины и местных условий грунтовых вод.

Поверхностное загрязнение колодцев в Соединенных Штатах обычно контролируется с помощью поверхностного уплотнения . Большая скважина бурится на заданную глубину или в ограничивающую породу (например, в глину или коренную породу), а затем от этой точки вперед достраивается меньшая скважина для скважины. Скважина обычно обсажена с поверхности вниз в меньшую скважину обсадной трубой того же диаметра, что и эта скважина. Кольцевое пространство между большим отверстием и меньшим корпусом заполняется бентонитовой глиной, бетоном или другим герметизирующим материалом. Это создает непроницаемую изоляцию от поверхности до следующего удерживающего слоя, который препятствует проникновению загрязняющих веществ по внешним боковым стенкам обсадной колонны или ствола скважины в водоносный горизонт. Кроме того, колодцы обычно закрываются специальной крышкой или уплотнителем, который пропускает воздух через экран в колодец, но предотвращает доступ насекомых, мелких животных и посторонних лиц к колодцу.

На забое скважины, исходя из пласта, оставляют фильтрующее устройство, фильтрующую насадку, щелевую обсадную трубу или открытый ствол для обеспечения притока воды в скважину. Сконструированные фильтры обычно используются в рыхлых породах (песок, гравий и т. д.), позволяя воде и части породы проходить через фильтр. Прохождение некоторого количества материала создает фильтр большой площади из остальной части пласта, поскольку количество материала, поступающего в скважину, медленно уменьшается и удаляется из скважины. Скальные колодцы обычно имеют обсадную трубу/кожух из ПВХ и экран или кожух с прорезями на дне, это в основном присутствует только для предотвращения попадания камней в насосный узел. Некоторые скважины используют фильтр-пакет , при котором внутрь скважины помещают малоразмерный фильтр или щелевую обсадную трубу, а фильтрующий материал набивается вокруг фильтра, между экраном и скважиной или корпусом. Это позволяет очищать воду от нежелательных примесей перед поступлением в скважину и зону откачки.

3. Классификация

Типы скважин. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=2035072

Существует два широких класса типов буровых скважин в зависимости от типа водоносного горизонта, в котором находится скважина:

• Неглубокие или безнапорные скважины заканчиваются в самом верхнем насыщенном водоносном горизонте в этом месте (верхний безнапорный водоносный горизонт).
• Глубокие или напорные скважины пробурены через непроницаемый пласт в водоносный горизонт, зажатый между двумя непроницаемыми пластами (водоупорами или водоупорами). Большинство глубоких водоносных горизонтов классифицируются как артезианские, поскольку гидравлический напор в напорной скважине выше уровня кровли водоносного горизонта. Если гидравлический напор в закрытом колодце выше поверхности земли, это «проточная» артезианская скважина (названная в честь Артуа в Франция
  ).

Колодец особого типа может быть построен рядом с пресноводными озерами или ручьями. Этот тип колодца, обычно называемый коллекторным колодцем, но иногда называемый торговым названием колодец Ранни или коллектор Ранни, включает погружение кессона вертикально ниже верхней части водоносного горизонта, а затем продвижение боковых коллекторов из кессона и под поверхностный водоем. Откачка изнутри кессона вызывает просачивание воды из поверхностного водоема в водоносный горизонт, где она собирается отводами коллекторной скважины и переносится в кессон, откуда может быть перекачана на поверхность земли.

В зависимости от назначения скважины можно выделить два дополнительных широких класса типов скважин:

• добывающие или насосные скважины большого диаметра (более 15 см в диаметре), обсаженные (металлические, пластмассовые, или бетонные) водозаборные скважины, сооруженные для забора воды из водоносного горизонта насосом (если скважина не артезианская).
• контрольные колодцы или пьезометры часто представляют собой колодцы меньшего диаметра, используемые для контроля гидравлического напора или отбора проб подземных вод на наличие химических компонентов. Пьезометры контролируют скважины, законченные на очень коротком участке водоносного горизонта. Мониторинговые скважины также могут быть выполнены на нескольких уровнях, что позволяет проводить отдельные пробы или измерения на разных вертикальных высотах в одном и том же месте на карте.

Скважина, построенная для откачки подземных вод, может пассивно использоваться в качестве наблюдательной скважины, а скважина малого диаметра может быть откачана, но это различие в использовании является общим.

4. Размещение

Перед раскопками необходимо найти информацию о геологии, глубине грунтовых вод, сезонных колебаниях, площади пополнения и скорости. Эта работа обычно выполняется гидрогеологом или геодезистом с использованием различных инструментов, включая электросейсмическую съемку, ^[14] любая доступная информация из близлежащих колодцев, геологических карт и иногда геофизических изображений.

5. Загрязнение

Болезни, передающиеся через воду, могут распространяться через колодец, который заражен фекальными патогенами из выгребных ям. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1644031

Мужчина чистит колодец в Яунде, Камерун. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1454020

Ручной насос для откачки воды из колодца в деревне недалеко от Ченнаи в Индии, где вода из колодца может быть загрязнена близлежащими уборными с выгребной ямой. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1454260

Неглубокие насосные колодцы часто могут снабжать питьевой водой по очень низкой цене. Однако примеси с поверхности легко достигают неглубоких источников, что приводит к большему риску загрязнения этих скважин по сравнению с более глубокими скважинами. Загрязненные колодцы могут привести к распространению различных заболеваний, передающихся через воду. Вырытые и вырытые колодцы относительно легко загрязнять; например, большинство вырытых колодцев ненадежны в большинстве Соединенных Штатов.

5.1. Патогены

Большинство бактерий, вирусов, паразитов и грибков, загрязняющих колодезную воду, поступают с фекалиями людей и других животных, например, из местных санитарных систем (таких как выгребные ямы и септиктенки). Общие бактериальные загрязнители включают E. coli , Salmonella , Shigella и Campylobacter jejuni . Обычные вирусные загрязнители включают норовирус , саповирус , ротавирус , энтеровирусы и вирусы гепатита А и Е. Паразиты включают Giardia lamblia , Cryptosporidium , Cyclospora cayetanensis и микроспоридии. ^[15]

5.2. Химическое загрязнение

Химическое загрязнение является распространенной проблемой грунтовых вод. ^[16] Нитраты из сточных вод, осадка сточных вод или удобрений представляют собой особую проблему для младенцев и детей младшего возраста. Химические загрязнители включают пестициды и летучие органические соединения из бензина, химчистки, топливную добавку метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и перхлорат из ракетного топлива, надувных подушек безопасности и других искусственных и естественных источников.

Некоторые минералы также являются загрязняющими примесями, в том числе свинец, выщелоченный из латунных фитингов или старых свинцовых труб, хром VI из гальваники и других источников, встречающиеся в природе мышьяк, радон и уран — все они могут вызывать рак — и встречающийся в природе фторид, который желательно в небольших количествах для предотвращения кариеса, но может вызвать флюороз зубов в более высоких концентрациях. ^[15]

Некоторые химические вещества обычно присутствуют в колодцах в количествах, которые не являются токсичными, но могут вызывать другие проблемы. Кальций и магний вызывают то, что известно как жесткая вода, которая может вызвать осаждение и засорить трубы или сжечь водонагреватели. Железо и марганец могут появляться в виде темных пятен, которые пачкают одежду и сантехнику, и могут способствовать росту железистых и марганцевых бактерий, которые могут образовывать слизистые черные колонии, забивающие трубы. ^[15]

5.

Дополнительная информация: Земля: Локальная канализация

Качество колодезной воды может быть значительно повышено путем облицовки колодца, герметизации устья колодца, установки самовсасывающего ручного насоса, сооружения фартука, обеспечения охраны территории. чистой и свободной от стоячей воды и животных, подвижных источников загрязнения (выгребных ям, мусорных ям, внутриплощадочных канализационных систем) и проведения гигиенического просвещения. Колодец следует очищать 1% раствором хлора после строительства и периодически каждые 6 месяцев.

Отверстия в колодцах должны быть закрыты для предотвращения попадания в них и разложения рыхлого мусора, животных, экскрементов животных и переносимых ветром посторонних предметов. Крышка должна быть на месте в любое время, в том числе при заборе воды из колодца. В какой-то степени помогает подвесная крыша над открытым отверстием, но в идеале крышка должна быть плотно прилегающей и полностью закрывающей, только с экранированным вентиляционным отверстием.

Необходимо соблюдать минимальные расстояния и требования по просачиванию почвы между площадками для сброса сточных вод и водозаборными колодцами. Правила проектирования и установки частных и муниципальных септических систем учитывают все эти факторы, чтобы обеспечить защиту близлежащих источников питьевой воды.

Просвещение населения в обществе также играет важную роль в защите питьевой воды.

5.4. Смягчение последствий

Очистка загрязненных грунтовых вод обычно требует больших затрат. Эффективное восстановление грунтовых вод, как правило, очень сложно. Загрязнение подземных вод из поверхностных и подземных источников обычно может быть значительно уменьшено за счет правильного центрирования обсадной трубы во время строительства и заполнения кольцевого пространства обсадной колонны соответствующим герметизирующим материалом. Герметизирующий материал (раствор) следует наносить непосредственно над продуктивной зоной обратно на поверхность, так как при отсутствии правильно сконструированного уплотнения обсадной колонны загрязненная жидкость может попасть в скважину через затрубное пространство обсадной колонны. Важное значение имеют центрирующие устройства (обычно 1 на длину корпуса или с максимальным интервалом 9).м) для обеспечения равномерной толщины залитого цементом кольцевого пространства. При строительстве новой испытательной скважины считается лучшей практикой инвестировать средства в полный комплекс химических и биологических анализов соответствующей скважинной воды. Очистка в месте использования доступна для отдельных объектов, а очистные сооружения часто строятся для муниципальных систем водоснабжения, которые страдают от загрязнения. Большинство этих методов очистки включают фильтрацию вызывающих озабоченность загрязняющих веществ, а дополнительную защиту можно получить, установив фильтры обсадной колонны только на глубинах, где загрязнения отсутствуют.

Колодезная вода для личного пользования часто фильтруется в установках обратного осмоса; этот процесс может удалить очень маленькие частицы. Простой и эффективный способ уничтожения микроорганизмов — довести воду до полного кипения в течение одной-трех минут, в зависимости от места. Бытовой колодец, зараженный микроорганизмами, можно сначала обработать шоковым хлорированием с использованием отбеливателя, что приведет к концентрации в сотни раз большей, чем в общественных системах водоснабжения; однако это не решит какие-либо структурные проблемы, которые привели к загрязнению, и обычно требует определенного опыта и испытаний для эффективного применения. ^[15]

После процесса фильтрации обычно применяют ультрафиолетовую (УФ) систему для уничтожения патогенов в воде. Ультрафиолетовый свет воздействует на ДНК возбудителя за счет фотонов УФ-С, пробивающих клеточную стенку. УФ-обеззараживание набирает популярность в последние десятилетия, поскольку это метод очистки воды, не содержащий химикатов. ^[17]

6. Проблемы окружающей среды

Риск, связанный с размещением колодцев, заключается в засолении почвы, которое происходит, когда уровень грунтовых вод в почве начинает падать, а соль начинает накапливаться по мере того, как почва начинает высыхать. ^[18] Другая экологическая проблема, которая очень распространена при бурении скважин на воду, – это возможность просачивания метана.

6.1. Засоление почвы

Возможность засоления почвы представляет собой большой риск при выборе места для водяных колодцев. Засоление почвы происходит, когда уровень грунтовых вод со временем падает и начинает накапливаться соль. В свою очередь, повышенное количество соли начинает высушивать почву. Это очень пагубная проблема, потому что повышенный уровень соли в почве может привести к деградации почвы и может быть очень вредным для растительности.

6.2. Метан

Метан, удушающий агент, представляет собой химическое соединение, которое является основным компонентом природного газа. Когда метан попадает в замкнутое пространство, он вытесняет кислород, снижая концентрацию кислорода до уровня, достаточно низкого, чтобы представлять угрозу для людей и других аэробных организмов, но все же достаточно высокого, чтобы возникал риск самопроизвольного взрыва или взрыва извне. Эта возможность взрыва представляет такую ​​опасность в отношении бурения и размещения водяных скважин.

Низкий уровень содержания метана в питьевой воде не считается токсичным. Когда метан просачивается в систему водоснабжения, это обычно называют «миграцией метана». Это может быть вызвано тем, что старые газовые скважины рядом с системами водяных скважин становятся заброшенными и больше не контролируются.

Однако в последнее время описанные скважины/насосы уже не очень эффективны и могут быть заменены либо ручными насосами, либо педальными насосами. Другой альтернативой является использование самокопаемых колодцев, электрических глубинных насосов (для большей глубины). Соответствующие технологические организации, такие как «Практическое действие», в настоящее время предоставляют информацию о том, как на практике собирать/настраивать (сделай сам) ручные и педальные насосы. ^{[19] [20]}

7. Общество и культура

Использование воды, tacuinum sanitatis casanatensis (14 век).