Дебет воды в колодцах бывает разным. Например, в деревнях можно наблюдать, что жители используют для питьевых нужд всего два-три колодца, а воду из остальных колодцев применяют только для полива. Как правило, мелкие колодцы отличаются низким дебетом, а вода в них малопригодна для питья. В этих колодцах скапливается дождевая вода — верховодка. Если опустить в него насос, то он быстро выкачает из колодца всю воду, после чего нужно ждать несколько часов, пока колодец вновь наполнится. Глубокие колодцы доходят до водоносного слоя грунтовой воды, их в деревнях иногда называют «бездонными». На самом деле дно в таких колодцах конечно же есть и высота водяного столба у них примерно такая же, как и в мелких колодцах, но дебет воды в них значительно выше. Воду из глубоких колодцев с питьевой водой черпают все жители округи, а она не убывает. Если опустить насос в такой колодец, то воды в нем хватит для обеспечения потребности одного или нескольких домов. Мощный насос конечно может высосать воду из такого колодца, но она быстро восстанавливает свой горизонт.
Без определенного опыта найти место, где можно расположить глубокий колодец, крайне затруднительно. Раньше место для колодца искали с помощью «лозы» или проволочной рамки, этим кстати и обусловлено наличие в деревнях большого количества колодцев с «плохой» водой, использующейся только для хозяйственных нужд и поливов. Сейчас для поисков воды лучше воспользоваться услугами гидрогеологов бурящих скважины «на воду».
Также необходимо учесть, что делая неглубокий колодец вблизи дома, вы нарушаете естественные пути миграции подземных вод. По сути, вы перенаправляете подземные ручейки в искусственно созданную яму. При неблагоприятных условиях может произойти вымывание грунта (перенос частичек грунта вместе с водой) из-под подошвы фундамента дома и, как следствие, оседание фундамента и появление на нем трещин, вплоть до разрушения стен (рис. 3). Поэтому колодцы лучше рыть на удалении (до 20 м) от здания или отдать предпочтение глубоким, не собирающим верховодку, трубчатым колодцам — скважинам.
Деревянный колодец (рис. 54). Начинают строительство с рубки сруба, затем делают разметку шахты и глиняного замка. Для сруба выбирают бревна диаметром 18–22 см или пластины (колотые вдоль бревна) толщиной 14–20 см. Для нижней части сруба используют: иву, ольху, березу. Для надводной части — дуб или сосну.
Срубы делают «в лапу» и «в угол» («вполдерева»). В процессе сборки сруба отвесом проверяется вертикальность. Деревянный сруб состоит из отдельных венцов. Число венцов зависит от глубины колодца и толщины применяемого материала. Щели между венцами не конопатят, так как конопатка быстро загнивает и портит качество воды. Когда на поверхности земли сработана часть сруба, вынимают грунт на глубину 1,5–2 метра и опускают туда собранный сруб.
Устанавливают ворот или треногу с полиспастом для поднятия грунта из разрабатываемого колодца и опускания (поднятия) рабочих. Затем саперной лопаткой изнутри сруба начинают выбирать грунт: сначала под центральной частью бревен сруба, чтобы подвести под стенки временные опоры из обрезков бревен, потом, когда опоры подведены, начинают вынимать грунт из-под углов сруба и из центра шахты таким образом, чтобы в центре образовывалась яма, в которую будет выдавливаться грунт и стекать вода. Когда грунт из-под углов выбран, временные подпоры, стоящие под центрами стен сруба, выбивают и сруб оседает. Одновременно на верху собирают требуемую высоту сруба колодца. Чтобы при осадке сруба не было перекоса и разрыва стенок колодца, его временно сшивают досками по внутренней поверхности стен, прибивая гвоздями каждый венец. Если сруб при осадке застрял в шахте и не опускается, его осаживают ударами кувалды по верхнему венцу через деревянную прокладку.
Если сруб застрял намертво, то углубление колодца и сборку сруба продолжают снизу: грунт подрывают на одно бревно венца и подводят бревно снизу, затем по кругу последовательно подводят другие бревна венца.
Если водоносный слой обильный, то завести нижнюю подводную часть сруба трудно. В таком случае сруб укрепляют залогами, а в колодец опускают коробку, сбитую из толстых досок, и продолжают выемку грунта, заглубляя коробку, насколько это возможно. Залоги — это бревна венцов длиннее обычных на 50–70 см, они выступают из стен сруба и входят в грунтовые стены шахты. В стенах шахты под залоги роются ниши, называемые печурами.
Дно шахты выравнивают и насыпают крупный песок, щебенку, мелкую гальку слоем 20–25 см, чтобы вода не взмучивалась при пользовании колодцем. Чтобы в колодец не попадала талая и дождевая вода, вокруг него делают водоупорный замок из утрамбованной мятой глины шириной и глубиной до 1 метра.
Перед любым спуском рабочих в колодец, проверяют загазованность ямы. Загнивающие в грунте остатки растений и других органических веществ выделяют метан. Этот горючий и взрывоопасный газ, вызывающий удушье и потерю сознания, скапливается в колодце. В старину, прежде чем спускаться в колодец, в него бросали пучок зажженной соломы, сейчас используют приборы — газоанализаторы. При сбросе зажженного пучка или газеты нужно сразу же отойти от колодца, вдруг там скопилось много газа (не обязательно метана, там могут быть и других газы), можно получить ожог от взрыва. При наличии углекислого газа пламя гаснет, при наличии сероводорода и метана — уменьшается, паров бензина и эфира — увеличивается. В такой колодец спускаться нельзя, летальный исход почти гарантирован. Работы в загазованном колодце можно будет производить только после удаления из него газа. Газ удаляют из колодца нагнетанием в него воздуха вентилятором или опахалом либо заполнением ямы водой с последующей откачкой. Современные инструкции по технике безопасности запрещают производить тест на загазованность колодцев зажженными факелами или по запаху и рекомендуют применение газоанализаторов, запрещают удаление газа выжиганием и рекомендуют замещение его воздухом. После проветривания колодца работать в нем нужно с зажженной бензиновой лампой. Если пламя в лампе погаснет либо факел огня будет самопроизвольно увеличиваться или уменьшаться, то рабочий должен немедленно подняться из колодца. Категорически запрещается зажигать погасшую лампу в колодце. Если газ из ямы не удается полностью удалить, то спускать рабочего в колодец разрешается только в пристегнутом страховочном поясе и изолирующем противогазе марки ПШ-1 со шлангом, выходящим на поверхность (на 2 м в сторону от лаза). При этом за работающим должен наблюдать другой человек находящийся над ямой. Продолжительность работ в противогазе должна быть не более 10 минут.
Бетонные колодцы (рис. 5) — практичны, долговечны, просты в строительстве. Монтируют шахтные колодцы из бетонных и железобетонных колец с замком, диаметром от 1 до 1,5 м. Для неглубоких колодцев от 4 до 6 м используются бетонные трубы диаметром 60–70 см длиной 3–4 м. Колодцы из бетонных колец для предотвращения завалов шахты чаще всего делают опускным способом с постепенным наращиванием. Равномерно подрывая грунт по периметру кольца, его опускают на всю высоту, затем на первое кольцо сверху ставят следующее кольцо и подрывают грунт дальше и повторяют этот процесс до тех пор, пока не дойдут до водоносного слоя. В водоносном слое грунт выбирают на максимальную глубину, насколько это возможно. Чтобы проследить равномерность опускания кольца, их проверяют отвесом и уровнем, установленным по верху кольца. Дно колодца, откуда и будет поступать вода, засыпают по аналогии с деревянным колодцем — песком, щебнем или галькой.
При залегании водоносных пород на глубине порядка 20 метров целесообразнее устраивать трубчатые колодцы путем бурения с последовательным опусканием в пробуренную скважину стальных труб. Такие колодцы могут проходить несколько водоносных горизонтов, пока не достигнут горизонта с хорошей питьевой водой. Для трубчатых колодцев (рис. 6) нужны обсадные трубы и буровой инструмент. Строительство таких колодцев требует меньших затрат времени, но дебет воды в них ниже и срок службы меньше.
Строительство трубчатых колодцев начинается с подбора диаметра бура. В пробуренную скважину должны быть установлены обсадная и всасывающая трубы с фильтром или погружной насос. Диаметр бура должен быть равен или чуть больше внешнего диаметра обсадной трубы, а внутренний диаметр обсадной трубы должен позволять опустить в нее погружной насос или всасывающую трубу с фильтром.
При разработке скважины бур погружают в землю и затем вытягивают его, освобождая от грунта. Как только глубина скважины оказывается равной длине трубы с буром, ее удлиняют наращиванием следующей трубы. При вытягивании бура дополнительные трубы снимают, а затем при последующем бурении присоединяют вновь. Таким образом, можно пробурить скважину довольно большой глубины. Однако чем больше труб применяется для удлинения бура, тем тяжелее он становится. Для вытягивания длинного бура над скважиной сооружают приспособление из трех бревен с подвешенным к ним блоком, через который перекидывают тросик или крепкую веревку. Трос присоединяют к лебедке или к самодельному вороту. Механические бурильные установки, которые применяют гидрогеологи, устроены примерно по такой же схеме, с единственной разницей, что все работы выполняются без применения физической силы. Если трубчатый колодец будет выполняться механическим буром, то он будет изготовлен за одну, максимум две рабочих смены. В пробуренные колодцы последовательно погружаются обсадные трубы.
В скважинах трубчатых колодцев в зависимости от их глубины могут быть установлены: ручные насосы, поверхностные насосы с опущенной в колодец всасывающей трубой с фильтром или погружные (скважинные) насосы.
Для фильтрования воды, поступающей к трубе насоса, применяют фильтры. Фильтр устанавливается в водоприемной части трубчатого колодца, а его диаметр должен быть таким, чтобы он мог легко и свободно опускаться в обсадную трубу. Наибольшей популярностью пользуются фильтры: с проволочной обмоткой — стальная перфорированная труба с круглыми отверстиями (диаметром 10–20 мм), просверленными в шахматном порядке, обматывается латунной проволокой; сетчатый — перфорированная труба с опорной латунной проволокой (диаметром 2,5–3 мм), поверх которой закрепляют сетку с ячейками 0,1–0,5 мм; гравийный — гравий засыпают вокруг перфорированной трубы.
