Изграждане на абиссински кладенец със собствени ръце: как да направите кладенец-игла на парцела

Включването на малка селска къща към централното водоснабдяване много често е невъзможно поради отдалечеността на водопроводната магистрала. Да се изкопае кладенец или да се пробие сондаж понякога е прекалено скъпо, а за изграждане на автономна система е необходим собствен водоизточник.

В подобни случаи можете да изградите абиссински кладенец със собствени ръце – технологията за организация на такъв водоизточник е доста проста. Съгласете се, преди началото на реализацията на идеята е необходимо да разберете конструкцията и принципа на работа на системата.

Ще ви подскажем как да планирате абиссински кладенец, какво оборудване ще е необходимо и как самостоятелно да направите кладенец-игла. Особено внимание трябва да се обърне на типа почва на парцела.

Принципи на работа на абиссинския кладенец

Абиссинският кладенец е опростен вариант на сондаж, позволяващ да се получава вода от първия или втория водоносен хоризонт, разположени отгоре. Конструкцията му е изключително проста. Представлява колона от свързани помежду си газоводопроводни стоманени тръби с примитивен филтър и метален накрайник отдолу.

Тънкият ствол на сондажа външно наподобява древно приспособление за шиене. Оттук и второто название: кладенец игла.

Грамотно изграденият абиссински кладенец ще осигури водоснабдяване на приусадебния парцел не по-зле от шахтния и няма да му отстъпи по дълготрайност

Класическият метод за потапяне на абиссинския кладенец в земята се извършва чрез обикновено забиване – най-простият способ, активно използван от самостоятелни майстори. Забиват докато долната тръба с накрайника не отвори водоносния слой.

Понякога колоната се задълбочава частично чрез шнеково сондиране, но наемането на ръчна или механична сондажна уредба значително увеличава бюджета на работите.

Абиссинският кладенец е изобретен и изпробван на дело в периода на войната между колониална Англия и Етиопия през 1867-68 г. Предложената от американския инженер Нортън конструкция неуморно осигурявала английските войски с вода по време на техните придвижвания в пустинята.

Устройството за извличане на животворна течност от подземните слоеве на почвата бързо се монтираше, демонтираше и отново се използваше на следващата спирка.

Такива приоритети като мобилност, евтиния и простота на изграждане бяха оценени по заслуги от военните, привличаха пътешественици и изследователи.

Предимствата на изграждането на иглен кладенец със собствените си ръце се състоят в простотата и минималните срокове на изграждане, лесния демонтаж и бюджетната цена (+)

В Русия се запознаха с чудесното изобретение година след завършването на английския поход. Устройството за повдигане на вода от малка дълбочина беше описано от К. И. Маслянников в книга, посветена на ефективните сондажни съоръжения от онова време.

От изградените в района на Царско село пет абиссински кладенци, два се оказаха напълно подходящи за получаване на прясна вода. Три не успяха да достигнат водоносния пласт поради варовик, залягащ близо до дневната повърхност.

Успешните абиссински кладенци даваха по една кофа вода на минута. Отначало изтичаше мътна каша, която след половинчасово изпомпване ставаше достатъчно прозрачна и чиста.

С игления кладенец се отварят само първите от земната повърхност водоносни хоризонти, затова получената вода не може да се използва за питейни цели. Подходяща е за поливане, почистване на територия и подобни битови нужди.

При желание и впечатляващ дебит на разработката, за пречистване на водата може да се инсталира система от груби и фини филтри, които задържат механични включвания и химически примеси.

Сериозният недостатък на абиссинския кладенец е малката дълбочина на черпене на вода, свързана с използването на повърхностни помпи, но това е най-удобният източник за временно ползване.

Конструктивна специфика на кладенеца-игла

Разработената преди век и половина абиссинска сондажна инсталация през изминалите години не претърпя кардинални конструктивни промени. За известно време беше незаслужено забравена. Въпреки че по темпове и простота на изграждане, както и по цена на оборудването, изпреварва широко разпространените традиционни кладенци.

В конструкцията на абиссинския кладенец се разграничават две основни съставни части:

• Сондажен снаряд, включващ накрайник, който реже почвите, и ствол, който се удължава по време на задълбочаване в земята. Стволът служи едновременно като канал за издигане на вода от дълбочина. Затова се сглобява от парчета тръба, а не от стоманен кръг или прът.
• Копер, състоящ се от метален триножник и тежка баба, която играе ролята на чук. На върха на триножника има два блока, през които са прекарани въжета, към които е вързана бабата.

При опъване на въжетата бабата се издига до върха на инсталацията. При отпускане тя рязко пада върху здраво фиксирания на забивания отрезък от стъблото подбабока. Последният изпълнява функцията на наковалня, благодарение на която стъблото последователно се потапя в земята.

Главната част на абисинския кладенец е накрайник от тръба с вътрешен диаметър 11/4, 11/2 и 2 инча и се състои съответно от продупчена газова тръба като филтър и снабден на края с копиевидно удебеление (+)

Подбабокът представлява своеобразен хомут, състоящ се от две симетрични части. Площта на контактуващата с бабата повърхност на подбабока е малко по-голяма от площта на дъното на падащия върху него „чук“.

След като забиваният отрезък от стъблото почти напълно се потопи в земята, подбабокът се сваля. Към задълбочения отрезъка от тръбата се прикрепва следващият, на който отново се фиксира хомутът-наковалня.

Падайки, бабата удря по долния хомут и задълбочава тръбата. С задълбочаването на кладенеца подбабокът и хомутът с блоковете се придвижват нагоре по тръбата.

Действията по задълбочаване на сондажния снаряд се повтарят, докато долната част на сондажната игла, изграждана със собствени ръце, не достигне водоносния пласт. Водоносът трябва не просто да бъде открит, но и да бъде преминат минимум на един метър.

По правилата слоят трябва да бъде пресечен на 2/3 от неговата дебелина, но на самостоятелния сондажист реалните размери на водоноса със сигурност са неизвестни. Трудно е да се съди за тях без хидрогеоложки проучвания.

За получаване на вода на конкретно място се поставя триножник, навива се накрайник върху газова тръба, върху която се слага бабата, и с бабата се забива тръбата в земята (+)

Появата на вода в изработката трябва периодично да се проследява. Професионалните сондажисти разполагат с най-просто устройство за измерване на нивото на водата в изработката, което идеално определя дълбочината на водоносния хоризонт при неговото залягане до 15 m.

Това е кух метален цилиндър, наречен пукалка. Устройството прилича на обърната тънка чаша, прикрепена чрез панта към рулетката.

Работният орган на пукалката е кух цилиндър или конус, който при контакт с водната повърхност издава характерен пукот: подобно устройство може да се направи със собствени ръце.

Когато ръбът на пукалката докосне водната повърхност, се чува пукот, който показва появата на търсеното в кладенеца. Подобно контролно устройство може да се направи саморъчно, като се привърже голяма гайка към връв, така че тя да може да докосва водната повърхност плоско.

Вместо гайка, добре би било да се намери не твърде лек пластмасов или метален конус, отворен от едната или от двете страни.

Има още едно остроумно средство, което служи като контролен уред. Може да се следи появата на вода в абисински кладенец, като се спуска обикновена полимерна тръба в ствола. При контакт с водното огледало на подземните води, характерен пукот ще сигнализира.

Технология за изработване на ствола

В промишленото производство на абисински кладенци няма. Изработката на инсталацията се поръчва в работилница или се прави със собствени ръце.

За улесняване на потапянето в почвата, долният край на първата щанга е оборудван с копиевиден накрайник; диаметърът му в широката част е с 3–5 см по-голям от диаметъра на основната тръба, а дължината е около 10–15 см.

За да се направи иглен кладенец, ще са необходими:

1. Дебелостенни тръби ВГП, в чиято маркировка е посочено „усилени“. Оптималният размер на външния диаметър на тръбния валцован материал е от 25 до 40 мм. Трябва да се помни, че колкото по-дебел е стволът, толкова по-трудно се забива в земята, а дебелината на тръбата не влияе по никакъв начин на дебита на кладенеца.
2. Стоманен накрайник, източен на струг. Дължина на детайла 10-12 см, Ø с 1-2 см по-голям от Ø на тръбата, така че триенето на почвите в ствола да не забавя процеса на забиване. Накрайникът може да бъде коничен или пирамидален, но не заварен от клиновидни отрязъци от тръба.
3. Стоманена мрежа с плътно галунно плетене, необходима за изработване на допълнителен филтър. Тя ще предотврати проникването на малки песъчинки и дори глинеста суспензия.

За изработване на ствола е по-добре да се закупи безшевен тръбен материал, който при забиване определено няма да се напука. Тръбата трябва да се нареже на отрязъци от приблизително 1,2 – 1,5 м. В сондажното дело те се наричат щанги.

Посочените размери са препоръчани въз основа на най-голямо удобство при работа. Конкретната дължина на отсечките в посочения интервал зависи от предполагаемата дълбочина на изработката. Желателно е една от тях да бъде 1 м за окончателното задълбаване във водоносния хоризонт.

Възвратният клапан под формата на топче или диск предотвратява изтичането на извлечената от помпата вода обратно в сондажа-игла след спиране на електромеханичната или ръчна помпа.

Удължаването на ствола се извършва с задълбочаването на снаряда, като се осъществява чрез последователно навиване на отсечки от ВГ тръба.

За осъществяване на съединенията по краищата на отсечките се нарязват по 7 навивки водопроводна резба и се използват стоманени муфи. Съединенията се изпълняват херметично, в резбата се поставя водопроводно ленено въже.

Напълно да се изработи и монтира абиссински кладенец не е трудно със собствени ръце, но ако се планира временна експлоатация, е по-разумно коперът да се вземе под наем.

Към първата отсечка на бъдещата колона се заварява накрайник и се оборудва с примитивен филтър – това е водоприемната част. В началната отсечка на тръбата се пробиват отвори Ø 8 – 10 мм, така че елементите на посочената перфорация да бъдат разположени в шахматен ред.

Между условните хоризонтални редове отвори трябва да има приблизително по 5 см: не бива да се правят по-близо, за да не се отслаби тръбата.

Пробиването на отворите започва, като се отстъпи от долния край около 15 см с аналогична цел за запазване на якостните показатели. На мястото на съединението на първото звено на колоната със следващата щанга се монтира възвратен клапан на помпената система.

Най-често това е топче, пропускащо вода само по посока към помпата.

Усъвършенстване на филтриращия елемент

Описаният филтър ще предпази от попадане на чакъл и дребни камъчета, но няма да ви освободи от по-дребни включения. Поради това се нуждае от модернизация. За да се превърне перфорираният сегмент от тръбата във филтър с по-висока степен на защита, той трябва да бъде доработен.

Ред на действията:

1. Върху тръбата се навиват навивки от неръждаема тел. Те са необходими за увеличаване на площта на филтриращия елемент. Разстоянието между навивките е 3 – 5 мм.
2. Получената заготовка се обвива плътно с парче неръждаема мрежа, която се запоява към стените на тръбата. Използва се изключително оловен припой, защото използването на сплав с олово ще се отрази негативно на качествените характеристики на водата.

Има мнение, че за по-голяма сигурност модернизираният филтър трябва да се обвие отвън с тел от неръждаема стомана. Позволяваме си да се съмняваме в надеждността на подобно укрепване. Смятаме, че при потапяне в почвата външните навивки на самоделния филтър неизбежно ще се отделят, ще увеличат триенето и значително ще затруднят забиването.

В сондажните филтри се използва мрежа с галунно плетиво П52, която позволява филтрирането на дребни и праховидни пясъци, като по този начин предпазва сондажа от затиляне.

Доработката на филтъра е добра идея, която допринася не само за оптимизиране на качеството на водата, но и за предотвратяване на затилянето на сондажа игла.

Вярно е, че въпреки цялата простота на устройството се изисква стриктно спазване на правилата:

• За мрежестия филтър не става мрежа от месинг или други цветни метали. В комбинация със стомана при здраво запояване те ще образуват галванична двойка, която бързо и безпрепятствено ще бъде разядена от корозия.
• Диаметърът на перфорираната тръба заедно с допълнителния филтър не трябва да бъде равен на максималния диаметър на накрайника или да го надвишава. В противен случай важните филтриращи допълнения ще се отделят от тръбата при забиване в почвата.
• За изграждане на сондажната колона и първото звено, което е водоприемна част на ствола, не стават чупливи чугунени тръби.

Също така не си струва да пестите от муфи, като купувате кустарни изделия с некачествена резба. Ако при забиване връзките се разхлабят, иглата ще трябва да се демонтира и сондажът да се премине отново.

Условия за изграждане на абиссински кладенец

За изграждането на абисински кладенец не е достатъчно горещото желание на собственика на парцела, подкрепено от познаване на конструкцията на водозахранващата инсталация. Преди започване на работите е необходимо да се установи дали геоложките условия са подходящи за изграждане на скважина игла.

Почвите, залягащи в земята, се различават по физико-механични свойства: по плътност, структура, параметри на твърдост и т.н. Пробивачите имат класификация по т.нар. „пробиваемост“ на скалите.

За проникване през пясъчник и пясък, например, се използва различен вид инструмент и метод на пробиване. Скалният пясъчник се пробива с колонкова тръба с твърдосплавна коронка, а водовместващите пясъци се извличат с ударно-въжния метод с помощта на желонка.

Инсталирането на абисински кладенец не може да бъде извършено при близко до повърхността залягане на варовик (1), пясъчник (2), оптимални за работа почви са глинестите отложения (3) и пясъците (4)

По съвкупност от физико-механични свойства заедно с пробиваемостта скалите условно се делят на:

• Твърди или скални. Те са способни да се цепят, трошат, постепенно се разрушават при пробиване с висока скорост и налягане. Твърдите скали са представени в горната част на отложенията от варовици, пясъчници, мергели, доломити и др.
• Пластични. Те лесно или относително лесно се поддават на рязане с нож и с пробивен инструмент, включително с накрайника на абисинската скважина. Към пластичните представители се отнасят глини, глинести почви, песъчливи глини с високо число на пластичност.
• Сипучи. Те не задържат форма, тъй като се състоят от несвързани една с друга частици. При насищане с вода някои праховити видове могат да „плуват“. Към сипучия вид се отнасят пясъци от всички категории по едрина, чакълесто-галечникови, дребно-трошени и подобни отложения.

На разположение на домашните майстори, които желаят да се заемат с изграждането на абисински кладенец, няма пробивен инструмент за проникване през всички изброени типове почви. Самостоятелните пробивачи ще могат да преминат само през пластичните и сипучите категории. Невъзможно е да се раздроби твърда скала с накрайника на абисински кладенец.

За изграждане и нормална работа на абисинска скважина идеално подхождат утаечни отложения: чакъл, трошен камък, галечници с пълнител, пясъци, песъчливи глини, глинести почви (+)

Не си струва да се опитвате да разбиете голям валун: по-добре е да се преместите малко и там да започнете отново изработката. Още повече че демонтажът на водозахранващото устройство се извършва в пъти по-бързо от инсталирането.

Освен ограниченията по пробиваемост, върху възможността за изграждане на кладенец-игла влияе и височината на водното огледало. Работата е там, че извличането на вода от тясноцевна изработка може да се довери само на повърхностно помпено оборудване. Повечето марки повърхностни помпи са готови да издигнат вода от дълбочина не повече от 8 м.

За изпомпване на вода от кладенец-игла се използва повърхностно помпено оборудване, което извлича вода от дълбочина средно 8 – 10 м

Дори ако в техническия паспорт дълбочината на засмукване е посочена около 10 м, не трябва да забравяме за стандартните загуби на налягане в тръбата и за това, че помпата обикновено транспортира вода и по хоризонтален участък.

Всеки 10 м хоризонтално преместване отнема от дълбочината на засмукване по 1 м. Освен това повърхностните помпи настоятелно се препоръчва да се поставят в затворени помещения, а те често са отдалечени от мястото на водовземане.

Ако освен абисинския кладенец няма абсолютно никакъв друг изход, а дълбочината на поява на вода в близките кладенци е фиксирана на 12 – 15 м от повърхността на земята, то за повдигане на водата трябва да се снабдите с ерлифт или ръчна помпа, способна да изпомпва вода от посочената дълбочина.

За изпомпване на вода от дълбочина над 15 – 20 м може да се използва ерлифт, който освен транспортиране на вода изгодно извършва и насищането ѝ с кислород.

Полезна информация за това как да намерите вода за кладенец на парцела и да оцените разположението на водоносните слоеве е представена в тази статия.

Алтернативен вариант за адаптиране на водовземната игла към неподходящо ниво на подземните води се състои в изграждане на приямка. Преди забиване на колоната в земята се изкопава шурф с дълбочина около метър, ширина, удобна за работа с лопата в него. Забиването на щангите започва тогава от дъното на шурфа. Помпата в подобни ситуации се поставя в приямката.

Ако подземните води на парцела залягат по-ниско от максималната дълбочина на засмукване на помпата, се изгражда приямка и в нея се разполага помпеното оборудване.

Бъдете свой собствен хидрогеолог: оценка на почвата

Колкото и прост да е процесът на забиване на кладенец-игла, внимателна подготовка за работата все пак е необходима. Не е достатъчно да се снабдите с щанги и начално звено с филтър, да вземете под наем или да изработите собствен копер. Необходими са сведения за геоложката и хидрогеоложката обстановка в района на изграждане на абисинския кладенец.

Къде и как да ги добием? Информация за нивото на подземните води буквално ще почерпим от съседски кладенец или от сондаж.

Ще измерим сами с хлопушка или ще разпитаме собственика на източника от каква дълбочина изпомпва вода. Освен това ще разберем каква почва са извадили от забоя, когато са пробивали или копали изработката.

Копир и цев за сондаж игла не произвежда промишлеността, инсталацията с всички приспособления може да се купи в готов вид или да се поръча изработване.

В равнинни местности пластовете скали залягат почти хоризонтално с незначителна извивка или лек наклон. Огледалото на подземните води се намира приблизително на една и съща абсолютна кота. Разликата в дълбочината между съществуващия и планирания кладенец може да се изрази единствено чрез разликите в релефа.

Не забравяме, че с абисинския сондаж се разкрива горница или следващият след нея водоносен пласт, покрит с глина или глинеста почва, но не със скален водоупор. Т.е. нивото на водата в изработката определено ще бъде нестабилно – зависещо от количеството на атмосферните валежи.

В периода на снеготопене и през дъждовния сезон огледалото на подземните води ще бъде по-високо, отколкото през сухия сезон. От собственика на съществуващата водозаборна точка трябва да се разберат какви са максималните и минималните колебания на водното ниво, за да не остане абисинският сондаж празен през сухото лято.

Ако стените на изработката са изградени от устойчиви, неосилващи се почви, сондажът може частично да се премине с помощта на ръчна сондажна инсталация с шнеков снаряд.

Въпросът за разработваните скали съвсем не е празен. Например, в Ленинградска област водата се добива от едри пясъци със значително количество масивни валуни.

Не рядко поради невъзможността да се раздроби и извлече огромен камък, сондажните работници изместват водозаборния сондаж. По аналогичен начин трябва да се постъпи, ако в района на изграждане на абисинския кладенец има подобни почви.

Безсмислено е да се извършва забиване при високо залягане на масиви от скални и полускални скали. Ако на съседския парцел се добива подземна вода, разпространена в напукани доломити, пясъчници, варовици, то с идеята за изграждане на сондаж игла ще трябва безпощадно да се разделите.

Подробна информация за провеждане на геоложки проучвания е изложена в статията – Къде и кога е най-добре да се пробие сондаж на парцела: общи правила + съвети от опитни пробивачи

За тези, които са решили да направят абисински кладенец с приямък, необходими са сведения за структурата и състоянието на почвените слоеве, залягащи на дълбочината на шурфа. Ако разрезът е съставен от супеси, глинести почви или техните редуващи се слоеве, стените на приямъка не е задължително да се укрепват.

Рохкавите, нестабилни стени на шахтата трябва да се укрепят, за да не бъдат засипани устието на сондажа игла и помпеното оборудване от несвързани почви.

Ако се копае шурф в пясъци, стените трябва да се укрепят с дъсчени щитове или бетон. Пясъчните бортове са нестабилни, могат да се срутят и да засипят водоприемната точка заедно с помпеното оборудване.

Проучванията за горните слоеве на почвата са необходими и за тези, които планират да преминат горната част на изработката с шнек. Шнековото пробиване значително ще ускори процеса, но може да не доведе до планирания резултат. За работата се използва несложно приспособление – купен или домашно направен бур.

При срутващи се пясъчни стени ще се наложи монтиране на обсадна тръба, благодарение на която ще се намалят икономическите предимства на абисинския кладенец.

Изводи и полезно видео по темата

Анализ на предимствата и недостатъците на абисинския кладенец в сравнение с обикновен сондаж:

Видео за задълбочаване с шнек и последващо забиване на абисински кладенец:

За безполезността на търсенето на вода по народен метод с помощта на рамки:

Монтирането и експлоатацията на абисински кладенец е най-простият и най-евтиният метод за получаване на вода от горните водоносни пластове. За изграждането на водоприемния изработка не е необходима техника, всички етапи на работата могат лесно да се изпълнят със собствени ръце.

Вложените усилия и незначителните средства бързо ще се изплатят, абисинският кладенец ще прослужи не по-малко от традиционните източници на вода. Важно е да се запалите и да реализирате идеята, въоръжени с представената от нас информация.

Имате ли практически умения за обустройване на сондаж-игла на парцела? Моля, споделете натрупаните знания или задавайте въпроси по темата в коментарите по-долу.