Водоснабжение и автоматизированные системы полива для чудо-урожая

В связи с этим перед началом изготовления трубчатого колодца собирают все возможные сведения о составе грунта, слоях, которые придется пройти до водоносного слоя. Гораздо сложнее бурить твердые каменные слои или же грунты, в которых содержатся валунно-галечниковые отложения при их залегании на глубине свыше 10 м. Такие породы очень трудно пройти с помощью самодельных инструментов.

Абиссинский трубчатый колодец

Если каменных пород в грунте нет или же их содержание минимально, при этом водоносный слой состоит из рыхлых пород высокой зернистости и залегает на небольшой глубине (порядка 7 м), проще всего оборудовать абиссинский трубчатый забивной колодец. Главным элементом его конструкции является наконечник из трубы, внутренний диаметр которой может составлять 1,25; 1,5 и 2 дюйма (рис. 8).

Рисунок 8. Абиссинский трубчатый колодец

Такую конструкцию очень легко устанавливать, но, тем не менее, элементарное устройство абиссинского колодца не лишено целого ряда недостатков: в нем используется примитивный фильтр, представляющий собой трубку с проделанными в ней мелкими отверстиями, а максимальная глубина подъема воды – 7 м. Последний момент объясняется устройством заборного насоса, который поднимает воду лишь в результате разряжения, которое создается в трубе, а за счет использования такой технологии столб воды не в состоянии подняться более чем на 10 м.

При необходимости абиссинский колодец может иметь и сетчатый фильтр. Трубу забивают в скважину до тех пор, пока фильтр не войдет в водоносный слой, а уровень воды в самой трубе поднимется примерно на 1 м выше верхнего края фильтра. Тогда прекращают забивать трубы и выкачивают воду до тех пор, пока она полностью не станет прозрачной. Для подъема воды из скважины можно использовать ручные поршневые насосы: БКФ?4, НР?3, КР?4, «Дон», «Урал», «Ноток», НК?10. Насос как можно более плотно крепят на резьбе обсадной трубы конструкции.

Обсадные трубы

Для этого элемента конструкции лучше всего использовать стальные трубы, особенно если водоносный слой находится на значительной глубине. Стальные трубы гораздо прочнее остальных подобных конструкций. Вполне допустимо применять трубы, выполненные из асбестоцемента, пластика, чугуна или древесины. В единую конструкцию их собирают из элементов длиной по 3–4 м с помощью хомутов или сварки. Способ соединения зависит от диаметра трубы: при внутреннем диаметре 50 мм удобнее использовать хомуты, если же диаметр составляет 100 мм и более, то здесь предпочтительнее сварка. Можно применять муфтовое соединение: в этом случае на каждом конце трубы нарезается резьба, на которую и навинчивается муфта.

Насосы для подъема воды

Чтобы более комфортно пользоваться колодцем или скважиной, применяют разного рода насосы. Правильный насос в состоянии обеспечить нормальное давление воды в поливном водопроводе, к тому же он будет экономно расходовать электроэнергию.

Подобные насосы оснащены одним или несколькими рабочими колесами. Количество их определяется типом конструкции (одноступенчатая или многоступенчатая). По расположению относительно водоносного слоя вихревые насосы подразделяются на две основные группы:

• поверхностные – способные самостоятельно забирать воду; есть конструкции, требующие перед запуском заполнить ротор водой;

• погружные – колодезные и скважинные.

Данные конструкции сильно отличаются друг от друга по своему внешнему виду, методу установки и основным характеристикам.

При индивидуальной поливной системе используют вихревые насосы, основным элементом конструкции которых является рабочее колесо, приводимое в движение за счет электрического мотора.

Поверхностные насосы в большинстве случаев имеют горизонтально ориентированный вал. Их помещают в специально отведенном для них помещении, например в подвале, отдельной комнате сарая и т.?д. Подобные насосы забирают влагу из шахты или скважины колодца и под давлением передают ее в поливную систему. Конструкция может функционировать и несколько иначе: подача воды осуществляется не в систему, а в мембранный бак, который играет роль накопителя, оттуда вода уже идет в поливную систему.

Поверхностный насос в своей конструкции имеет также специальную горловину, через которую ротор заполняется водой – это необходимо для образования гидравлического контура. Для самовсасывающих насосов ротор заливают водой лишь перед первым запуском, насосы с обычным всасыванием заливают водой каждый раз, причем последний тип обычно используется в поливной системе для повышения давления.

Поверхностные насосы имеют существенное ограничение по глубине всасывания. По техническим характеристикам, в описании такой конструкции этот параметр указывается равным приблизительно 9 м, но на деле он обычно не превышает 7 м. Поэтому, если вода залегает на большей глубине, то применение подобного насоса становится нецелесообразным.

Погружные насосы выкачивают воду из водоносного слоя при нахождении их значительно ниже, нежели этот слой. В рабочем положении их вал находится в вертикальном положении. Данные насосы имеют корпус, выполненный в форме цилиндра, в котором содержатся рабочие колеса и электродвигатель. Погружной насос подвешивается на стальном тросе, к которому крепится и электрический провод.

Одной из разновидностей погружных насосов является скважинный, или глубинный насос, который способен поднимать воду с глубины до 200 м. Диаметр подобного насоса выбирается в соответствии с диаметром скважины.

На дачных участках обычно применяют поверхностные самовсасывающие или же погружные насосы. Остальные разновидности не слишком популярны из-за своей высокой стоимости, поэтому встречаются достаточно редко.

При выборе конструкции насоса для скважины или колодца принимают во внимание дебит источника воды. Количество забранной воды не должно быть больше производительности водоносного слоя. При этом учитывают суточную норму воды и напор, создаваемый в системе. Очень важную роль здесь играет и тип водоносного слоя: является ли он напорным.

Характеристики насосов

У любых насосов есть две основные характеристики: производительность (она определяет количество воды, которую насос способен вывести на поверхность за единицу времени) и напор, или высота подъема (определяет высоту, на которую насос может подавать воду при имеющейся производительности).

Оба этих параметра тесно связаны между собой: если рабочее колесо будет иметь постоянную частоту вращения, то с увеличением производительности напор заметно упадет. Учитывая эти моменты, выбирают необходимый насос. При выборе также принимают во внимание некоторые индивидуальные требования, например высота подъема воды является фактором, определяющим разницу между уровнем воды непосредственно в колодце и самой высокой точкой водоразбора. Учитывают гидравлическое сопротивление и напор на узлах водоразбора. Эти параметры складываются из линейных и местных потерь. Линейные потери располагаются по прямым участкам труб, а местные – в районе поворотов, переходов с одного диаметра на другой, прочих элементов трубопроводной арматуры. Для средней поливной системы потери составляют 1,5–2 мм водного столба. В точках водоразбора напор должен составлять 3–5 м.

Средняя производительность насоса для стандартного дачного участка должна составлять примерно 2–3 кубометра в час. Если же сделано много точек водоразбора, а также предусмотрен полив значительных площадей, этот параметр увеличивается, его придется рассчитывать в индивидуальном порядке.

Сбор дождевой воды

В разных регионах нашей страны объем осадков различен. При потере примерно четверти влаги в результате испарений, на участке площадью 120 м

можно собрать до 63 кубометров пригодной к использованию воды. В течение года за счет этой воды можно почти полностью обеспечить потребность приусадебного участка в поливе. Кроме того, использование дождевой воды позволяет меньше забирать воду из грунта, что приносит пользу экологии.

Схема сбора и использования этого ресурса достаточно проста: вода стекает с крыши строения по специальному желобу и проходит через фильтр грубой очистки. Отфильтрованная вода попадает в подземный или надземный резервуар. При установке такой конструкции учитывают только один момент: ее хорошо защищают от воздействия солнечного света, так как в противном случае в воде начнут развиваться водоросли и бактерии. Стараются, чтобы вода в резервуаре все время была прохладной. Из него ее выкачивают насосом и используют для хозяйственных нужд.

В некоторых фирмах можно найти целые системы по сбору и использованию дождевой воды. В такие конструкции входят: поплавковое реле, которое показывает уровень воды в резервуаре; автоматическое устройство для пополнения резервуара из центрального водопровода; разного рода индикаторы.

Применение подобных резервуаров позволяет обеспечить дачный участок водой примерно на 85 % от общей потребности. В этом случае стоимость монтажа системы сбора и полива окупится достаточно быстро.

Объем резервуара выбирается в соответствии с необходимым количеством воды. Слишком большой объем невыгоден, так как в резервуар придется дополнительно доливать воду из поливной системы, слишком маленький не сможет обеспечивать потребность в поливе или же просто не будет вмещать в себя поступающую дождевую воду.

Расчет объема прост: на 100 м

участка в дачный сезон придется еженедельно тратить до 4 кубометров воды. Полностью собрать дождевую воду не удастся – потери все равно будут.

Оптимальный объем резервуара для воды составляет приблизительно 5 % от количества дождевой воды, собираемой в течение года. Если же расход воды планируется большим или меньшим, то берут объем резервуара, равный соответственно 7 % или 3 %.

Экономические показатели применения дождевой воды в хозяйственных нуждах увеличиваются за счет некоторых хитростей:

• повышение площади сбора воды с помощью оборудования дополнительных площадей крыши водостоками;

• подключение хозяйственных узлов, например туалета или душевой, только к резервуару с дождевой водой.

Собрать такую систему вполне можно и самостоятельно, учитывая все нужды и потребности в расходе воды.

Инструменты для ручного бурения скважины

Изготовление скважин для получения воды по такой технологии не так давно использовалось как промышленный метод. В настоящее время в промышленности он тоже применяется, но только в тех случаях, когда нет возможности доставить буровую технику. Ударно-вращательное бурение использует только мускульную силу человека, за счет применения такой технологии сооружают конструкции диаметром до 250 мм и глубиной до 70 м, однако в некоторых случаях глубина скважины может составлять и до 100 м.

Скважину ударно-вращательным методом изготавливают путем вращения различных буров, в случае твердых или сыпуче-плавучих пород применяют специальные долота и стаканы. Все упомянутые инструменты крепятся к специальным буровым штангам – стержням. Их вращают вручную или поднимают и сбрасывают в скважину.

Чтобы пройти пластичные породы, представляющие собой смесь глины с песком или же чистую глину, обычно используют специальные ложковые буры, или ложки. Ложка – небольшой полуцилиндр, сделанный из листовой стали, режущая кромка находится у него слева. Порода в полости данной конструкции удерживается за счет сжатия и прилипания, поэтому продольная щель, находящаяся между кромками, для сыпучих пород делается более узкой. Ложка забирает в себя породу между верхней и нижней кромками.

Такой бур вполне можно сделать и самостоятельно, например из трубы нужного диаметра. Ее можно использовать даже без специальной термической обработки режущих кромок. Порода, которую бур вырезает, поднимается на поверхность вместе с самим инструментом. За одно погружение в скважину можно углубиться приблизительно на 30–40 см.

Существует иная конструкция: бур выполняют в форме обыкновенного бурава – стального диска с узким сектором и отогнутыми кромками. Однако, этим инструментом очень неудобно работать в пластичных необваливающихся породах. Такой бур очень легко уходит в сторону, часто вызывает слишком сильное искривление скважины.

Для работы с плотными глинами и суглинками берут змеевиковый бур, или змеевик, который внешне очень похож на бурав по дереву (рис. 9).

Рисунок 9. Змеевиковый бур

Нижняя режущая кромка этого инструмента по форме напоминает ласточкин хвост и делается закаленной. Змеевик работает как штопор: при вращении он ввинчивается в грунт, при его подъеме порода держится на его винтовых лопастях. После каждых двух оборотов змеевик нужно поднимать. Если это делать реже, нагрузка на бур будет слишком большой, из-за чего штанги могут порваться.

Такую конструкцию самостоятельно выполнить весьма проблематично, поэтому вместо него часто используют отрезки винтовых шнеков от сельскохозяйственной техники. Берут элемент шнека с 3–4 витками, снизу с помощью дуговой сварки закрепляют стальное сверло, чтобы бур шел строго по центру в забое. Сверху прикрепляют отрезок трубы, через который змеевик будет соединяться со штангами. Очень удобно использовать для бурения плотных глин обыкновенные рыболовные буры.