Страница:
Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится в некоторых природных водах.
Бериллий является ядом общетоксического действия, который способен накапливаться в организме человека, приводя к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Содержание бериллия в питьевой воде допускается в концентрации, не превышающей 0,002 мг/л.
Молибден также встречается в природных водах. Избыточное его попадание в организм человека ведет к заболеванию молибденовой подагрой. Безвредной считается концентрация молибдена в питьевой воде менее 0,5 мг/л.
Стронций несложно отыскать в природных источниках, при этом его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). Длительное поступление больших количеств стронция в организм приводит к функциональным изменениям печени. Вместе с тем продолжительное употребление питьевой воды, содержащей стронций в концентрациях меньших 7 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений в тканях, органах и организме человека. Эта величина принята в качестве норматива содержания стронция для питьевой воды.
Также не предусматривается содержание в воде нитритов. Согласно современным данным, нитриты в кишечнике человека под влиянием обитающих в нем бактерий восстанавливаются в нитраты. Всасывание нитратов ведет к образованию метгемоглобина и частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода.
Уран – широко распространенный в природе радиоактивный элемент, его большие концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.
Строго регламентируется и предельно допустимая концентрация некоторых добавок, применяемых для осветления воды (например, полиакриламида, сернокислого алюминия).
Считается целесообразным контроль наличия в воде аммония (не более 0,05 мг/л), так как он, в определенных количествах, может создать благоприятные условия для роста микроорганизмов, вызвать коррозию труб, затруднить хлорирование. Не допускается в питьевой воде и присутствие свободной углекислоты, которая способна повредить трубопроводы, а также привести к выщелачиванию токсических микроэлементов. А вот растворенный кислород, наоборот, должен содержаться в воде в количестве не менее 5 мг/л, в противном случае вода может приобрести неприятный запах и привкус, в ней возникнут благоприятные условия для роста микроорганизмов.
Кроме химического состава воды, устанавливаются определенные нормы и на ее органолептические свойства: прозрачность, цвет, вкус, запах. Люди неохотно пользуются водой, если она мутна, окрашена или чем-либо пахнет, даже если им известно, что это не вредит здоровью.
Установлены показатели, определяющие пригодность воды в отношении ее органолептических свойств. К ним относятся запах и привкус при температуре 20 °С не более 2 баллов; цветность по шкале не более 20°. В исключительных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы цветность воды может быть допущена до 35°. Специфические запахи и привкусы, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла.
К требованиям, обеспечивающим должные органолептические свойства, относится также отсутствие различаемых невооруженных глазом водных организмов. Если они имеются, значит, в неудовлетворительном состоянии находятся очистные сооружения водопровода. При хлорировании воды на водопроводных станциях не должно появляться хлорфенольных запахов, которые возникают при содержании в ней фенола и креозолов. Государственный санитарный контроль за качеством воды в местах водозабора перед поступлением в сеть и в самой распределительной сети осуществляется по плану, установленному органами санитарно-эпидемиологической службы.
Важным показателем воды является ее жесткость. Каждый знает, что если водой неприятно мыть голову, приходится долго намыливать волосы, то вода «жесткая». Но мало кто знает, что такое «жесткая вода» на самом деле.
Вы уже знаете, что в питьевой воде допускается содержание свинца не более 0,1 мг/л (количество свинца в мг на 1 л воды). Для измерения жесткости воды используют другую единицу: грамм-эквивалент (мг-экв) количество вещества в граммах или мг, численно равное его эквиваленту. Если вы сделали анализ воды и в результатах будет написано, например, что общая жесткость воды 5 мг-экв/л, нужно знать хорошо это или плохо. Заметим, что жесткость воды также зависит от времени года: минимальна она во время весенних паводков и максимальна зимой.
Природа жесткой воды
Несколько слов о накипи
Нормы качества питьевой воды
Глава 3
Некоторые практические советы для определения места залегания воды
Устройство и изготовление колодцев
Бериллий является ядом общетоксического действия, который способен накапливаться в организме человека, приводя к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Содержание бериллия в питьевой воде допускается в концентрации, не превышающей 0,002 мг/л.
Молибден также встречается в природных водах. Избыточное его попадание в организм человека ведет к заболеванию молибденовой подагрой. Безвредной считается концентрация молибдена в питьевой воде менее 0,5 мг/л.
Стронций несложно отыскать в природных источниках, при этом его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). Длительное поступление больших количеств стронция в организм приводит к функциональным изменениям печени. Вместе с тем продолжительное употребление питьевой воды, содержащей стронций в концентрациях меньших 7 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений в тканях, органах и организме человека. Эта величина принята в качестве норматива содержания стронция для питьевой воды.
Также не предусматривается содержание в воде нитритов. Согласно современным данным, нитриты в кишечнике человека под влиянием обитающих в нем бактерий восстанавливаются в нитраты. Всасывание нитратов ведет к образованию метгемоглобина и частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода.
Уран – широко распространенный в природе радиоактивный элемент, его большие концентрации могут встречаться в подземных водах. В основу нормирования урана положены не его радиоактивные свойства, а токсическое влияние как химического элемента. Допустимое содержание урана в питьевой воде равно 1,7 мг/л.
Строго регламентируется и предельно допустимая концентрация некоторых добавок, применяемых для осветления воды (например, полиакриламида, сернокислого алюминия).
Считается целесообразным контроль наличия в воде аммония (не более 0,05 мг/л), так как он, в определенных количествах, может создать благоприятные условия для роста микроорганизмов, вызвать коррозию труб, затруднить хлорирование. Не допускается в питьевой воде и присутствие свободной углекислоты, которая способна повредить трубопроводы, а также привести к выщелачиванию токсических микроэлементов. А вот растворенный кислород, наоборот, должен содержаться в воде в количестве не менее 5 мг/л, в противном случае вода может приобрести неприятный запах и привкус, в ней возникнут благоприятные условия для роста микроорганизмов.
Кроме химического состава воды, устанавливаются определенные нормы и на ее органолептические свойства: прозрачность, цвет, вкус, запах. Люди неохотно пользуются водой, если она мутна, окрашена или чем-либо пахнет, даже если им известно, что это не вредит здоровью.
Установлены показатели, определяющие пригодность воды в отношении ее органолептических свойств. К ним относятся запах и привкус при температуре 20 °С не более 2 баллов; цветность по шкале не более 20°. В исключительных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы цветность воды может быть допущена до 35°. Специфические запахи и привкусы, появляющиеся при хлорировании, не должны превышать 1 балла.
К требованиям, обеспечивающим должные органолептические свойства, относится также отсутствие различаемых невооруженных глазом водных организмов. Если они имеются, значит, в неудовлетворительном состоянии находятся очистные сооружения водопровода. При хлорировании воды на водопроводных станциях не должно появляться хлорфенольных запахов, которые возникают при содержании в ней фенола и креозолов. Государственный санитарный контроль за качеством воды в местах водозабора перед поступлением в сеть и в самой распределительной сети осуществляется по плану, установленному органами санитарно-эпидемиологической службы.
Важным показателем воды является ее жесткость. Каждый знает, что если водой неприятно мыть голову, приходится долго намыливать волосы, то вода «жесткая». Но мало кто знает, что такое «жесткая вода» на самом деле.
Вы уже знаете, что в питьевой воде допускается содержание свинца не более 0,1 мг/л (количество свинца в мг на 1 л воды). Для измерения жесткости воды используют другую единицу: грамм-эквивалент (мг-экв) количество вещества в граммах или мг, численно равное его эквиваленту. Если вы сделали анализ воды и в результатах будет написано, например, что общая жесткость воды 5 мг-экв/л, нужно знать хорошо это или плохо. Заметим, что жесткость воды также зависит от времени года: минимальна она во время весенних паводков и максимальна зимой.
Природа жесткой воды
Жесткость воды – это содержание в воде растворенных солей щелочноземельных металлов, прежде всего кальция и магния. Различают кальциевую и магниевую жесткость, а их сумма называется общей жесткостью воды. Таблица 1 содержит сведения об общей жесткости воды. Иногда в справочной литературе приводят и несколько другие величины (например, жесткая вода 8-12 мг-экв/л).
Таблица 1
Общая жесткость различной воды
Жесткую воду не желательно использовать для различных бытовых, технических целей, об этом мы поговорим чуть позже. А человеческое здоровье? Как оно реагирует на содержание кальция и магния в воде? Оказывается, и мало солей плохо, и много тоже плохо. Вопрос, как влияет употребление жесткой воды на здоровье, нельзя считать до конца выясненным. Тем не менее, исследования немецких и английских ученых доказали, что существует определенная взаимосвязь между употреблением жесткой воды и распространенностью некоторых болезней. Изучая состав воды и распространенность наиболее часто встречающихся заболеваний в различных городах Германии, специалисты заметили, что чем больше в воде того или иного города солей и примесей, тем меньше среди горожан, употреблявших эту воду, случаев инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечно-сосудистых заболеваний среди населения. Например, в Глазго, где очень мягкая вода, самая высокая на Британских островах смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. В Лондоне же картина совершенно другая: случаев инфаркта со смертельным исходом здесь на 37% меньше, чем в Глазго.
Жесткая вода мало пригодна для стирки белья. Содержащиеся в ней растворимые известковые соли (кальция и магния) соединяются с мылом, образуя нерастворимый осадок, который вместе с загрязнениями остается на ткани, придавая ей желтоватый или серый цвет и делая белье хрупким и липким. Ухудшаются и гигиенические свойства белья: пористость, гигроскопичность, воздухопроницаемость, а расход моющих средств увеличивается на 20-40%. Для умягчения воды чаще всего применяют щелочи: соду, тринатрийфосфат, поташ, силикат натрия (жидкое стекло) и др. Вода также умягчается при кипячении. При этом из нее улетучивается углекислый газ, входящий в состав известковых солей, вследствие чего известковые соли переходят в нерастворимое состояние и осаждаются на стенках посуды, образуя накипь. Самым простым индикатором жесткости воды является растворимость мыла. Немного измельченного мыла (в виде стружек) кладут в стакан горячей воды. Если мыло полностью растворится и после охлаждения получится прозрачный раствор, значит вода мягкая, если же на поверхности образуется пленка нерастворимого мыла – вода жесткая.
Таблица 1
Общая жесткость различной воды
Жесткую воду не желательно использовать для различных бытовых, технических целей, об этом мы поговорим чуть позже. А человеческое здоровье? Как оно реагирует на содержание кальция и магния в воде? Оказывается, и мало солей плохо, и много тоже плохо. Вопрос, как влияет употребление жесткой воды на здоровье, нельзя считать до конца выясненным. Тем не менее, исследования немецких и английских ученых доказали, что существует определенная взаимосвязь между употреблением жесткой воды и распространенностью некоторых болезней. Изучая состав воды и распространенность наиболее часто встречающихся заболеваний в различных городах Германии, специалисты заметили, что чем больше в воде того или иного города солей и примесей, тем меньше среди горожан, употреблявших эту воду, случаев инфаркта и приступов гипертонии. И наоборот, чем мягче питьевая вода, тем выше процент сердечно-сосудистых заболеваний среди населения. Например, в Глазго, где очень мягкая вода, самая высокая на Британских островах смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. В Лондоне же картина совершенно другая: случаев инфаркта со смертельным исходом здесь на 37% меньше, чем в Глазго.
Жесткая вода мало пригодна для стирки белья. Содержащиеся в ней растворимые известковые соли (кальция и магния) соединяются с мылом, образуя нерастворимый осадок, который вместе с загрязнениями остается на ткани, придавая ей желтоватый или серый цвет и делая белье хрупким и липким. Ухудшаются и гигиенические свойства белья: пористость, гигроскопичность, воздухопроницаемость, а расход моющих средств увеличивается на 20-40%. Для умягчения воды чаще всего применяют щелочи: соду, тринатрийфосфат, поташ, силикат натрия (жидкое стекло) и др. Вода также умягчается при кипячении. При этом из нее улетучивается углекислый газ, входящий в состав известковых солей, вследствие чего известковые соли переходят в нерастворимое состояние и осаждаются на стенках посуды, образуя накипь. Самым простым индикатором жесткости воды является растворимость мыла. Немного измельченного мыла (в виде стружек) кладут в стакан горячей воды. Если мыло полностью растворится и после охлаждения получится прозрачный раствор, значит вода мягкая, если же на поверхности образуется пленка нерастворимого мыла – вода жесткая.
Несколько слов о накипи
Если речь идет о чайнике, избавиться от накипи достаточно просто, существует множество самых различных рецептов: раствор уксуса, лимонной кислоты и др. Избавиться от накипи внутри труб, особенно горячего водоснабжения и отопления, гораздо сложнее. Теплопроводность стенки «труба-накипь» резко падает, что, с одной стороны, приводит к дополнительным расходам энергии, с другой к авариям: разрыву труб, взрыву котлов. Частицы накипи забивают краны, узкие шланги водосмесителей, сокращают сроки службы гидромассажных насадок, душевых сеток, разбрызгивающих головок посудомоечных и стиральных машин. В системах отопления общая жесткость воды не должна превышать 0,1 мг-экв/л, а в системах горячего водоснабжения 1 мг-экв/л – это в идеале. О такой идеальной, с точки зрения жесткости, воде можно только мечтать, но бороться с накипью можно. Широко рекламируемые средства, такие как «Колгон» и другие (сода, известь, фосфат натрия), необходимо регулярно использовать; в инструкциях, прилагаемых к отопительным и другим приборам, есть целые разделы по профилактическим мерам удаления накипи.
Другой бедой подавляющего большинства используемых вод является их повышенная железистость – излишнее содержание в растворенном и коллоидном состоянии соединений железа. Концентрация железа, как уже сказано, не должна превышать 0,3 мг/л, но например, подземные воды центрального региона России, включая Подмосковье, чаще всего содержат 2-6 мг/л. Повышенное содержание соединений железа – еще один удар по вашему здоровью, так как избыток железа способствует развитию самых различных болезней.
Как и соли кальция и магния, соединения железа образуют свою накипь – шлам, в горячей воде появляются хлопья, забивающие теплообменники, трубопроводы и т. д. Шлам затвердевает на внутренних поверхностях труб, в том числе за счет быстрого размножения (уже при 1 мг/л) железобактерий. О борьбе с соединениями железа в воде мы расскажем далее.
Другой бедой подавляющего большинства используемых вод является их повышенная железистость – излишнее содержание в растворенном и коллоидном состоянии соединений железа. Концентрация железа, как уже сказано, не должна превышать 0,3 мг/л, но например, подземные воды центрального региона России, включая Подмосковье, чаще всего содержат 2-6 мг/л. Повышенное содержание соединений железа – еще один удар по вашему здоровью, так как избыток железа способствует развитию самых различных болезней.
Как и соли кальция и магния, соединения железа образуют свою накипь – шлам, в горячей воде появляются хлопья, забивающие теплообменники, трубопроводы и т. д. Шлам затвердевает на внутренних поверхностях труб, в том числе за счет быстрого размножения (уже при 1 мг/л) железобактерий. О борьбе с соединениями железа в воде мы расскажем далее.
Нормы качества питьевой воды
В таблице 2 приведены некоторые нормы качества питьевой воды для Европы (предпоследняя колонка); значительно строже эти нормы в Швейцарии. Конечно, пить воду по «швейцарским» стандартам – лучшее, что можно придумать, но даже если анализы вашей воды будут близки к европейским нормам, это тоже очень неплохо.
Таблица 2
Нормы качества питьевой воды
Недаром в США считается, что даже чистая водопроводная вода является непригодной для питья. На кухнях большинства американских домов установлены подставки для крепления и эксплуатации больших сосудов с питьевой водой, всегда имеющейся в продаже. И можно быть уверенным, что вода в этих сосудах действительно соответствует нормам, принятым в США.
И последнее: конечно, в питьевую воду могут попасть возбудители кишечных заболеваний. Или, проходя через породы, богатые, например, соединениями мышьяка, вода несет вредный мышьяк. Но последние десятилетия всеобщее загрязнение воды не природное явление, а результат хозяйственной деятельности человека.
Громадное количество стоков, несущих самые токсичные вещества, попадает в итоге в источники водопотребления, в том числе и с грунтовыми водами в индивидуальные колодцы.
Очистка воды в частных домах – не дополнительное удобство, это необходимая мера для вашего здоровья.
Другое дело, что, в зависимости от полученных анализов воды, методы ее очистки будут различными.
Еще раз хочу обратить ваше внимание, что неправильно прибитую доску в доме можно перебить, неверно уложенный лист кровли можно поправить, максимум, что вам грозит в этом случае, – недолговременные протечки крыши. А вот разрушая зубы или щитовидную железу, желудок или печень, уже ничего «не перебьешь», лекарства и лечение стоят дороже, чем строительные материалы, а главное, часто не приводят к положительным результатам, а только устраняют симптомы. Воду мы пьем в больших количествах каждый день, и пить необходимо только качественную воду. Отдельную главу можно было бы посвятить инфекциям, которые попадают в организм с водой, но цель автора не напугать читателя, а дать рекомендации, как обезопасить себя и близких.
Не всем по карману полная установка очистки воды в доме, хотя от стоимости строительства среднего дома (30-40 тыс. долл. США) цена такой установки составляет примерно 1/10. И лучше, если есть такая возможность, не покупать в первую очередь дорогой телевизор или мебельный гарнитур к новоселью: здоровье важнее. Ну а если финансовые возможности не позволяют сразу приобрести систему очистки воды или анализы показывают, что она не нужна, воспользуйтесь небольшой установкой для питьевой воды стоимостью 100-200 долл. США.
Таблица 2
Нормы качества питьевой воды
Недаром в США считается, что даже чистая водопроводная вода является непригодной для питья. На кухнях большинства американских домов установлены подставки для крепления и эксплуатации больших сосудов с питьевой водой, всегда имеющейся в продаже. И можно быть уверенным, что вода в этих сосудах действительно соответствует нормам, принятым в США.
И последнее: конечно, в питьевую воду могут попасть возбудители кишечных заболеваний. Или, проходя через породы, богатые, например, соединениями мышьяка, вода несет вредный мышьяк. Но последние десятилетия всеобщее загрязнение воды не природное явление, а результат хозяйственной деятельности человека.
Громадное количество стоков, несущих самые токсичные вещества, попадает в итоге в источники водопотребления, в том числе и с грунтовыми водами в индивидуальные колодцы.
Очистка воды в частных домах – не дополнительное удобство, это необходимая мера для вашего здоровья.
Другое дело, что, в зависимости от полученных анализов воды, методы ее очистки будут различными.
Еще раз хочу обратить ваше внимание, что неправильно прибитую доску в доме можно перебить, неверно уложенный лист кровли можно поправить, максимум, что вам грозит в этом случае, – недолговременные протечки крыши. А вот разрушая зубы или щитовидную железу, желудок или печень, уже ничего «не перебьешь», лекарства и лечение стоят дороже, чем строительные материалы, а главное, часто не приводят к положительным результатам, а только устраняют симптомы. Воду мы пьем в больших количествах каждый день, и пить необходимо только качественную воду. Отдельную главу можно было бы посвятить инфекциям, которые попадают в организм с водой, но цель автора не напугать читателя, а дать рекомендации, как обезопасить себя и близких.
Не всем по карману полная установка очистки воды в доме, хотя от стоимости строительства среднего дома (30-40 тыс. долл. США) цена такой установки составляет примерно 1/10. И лучше, если есть такая возможность, не покупать в первую очередь дорогой телевизор или мебельный гарнитур к новоселью: здоровье важнее. Ну а если финансовые возможности не позволяют сразу приобрести систему очистки воды или анализы показывают, что она не нужна, воспользуйтесь небольшой установкой для питьевой воды стоимостью 100-200 долл. США.
Глава 3
«Колодец, колодец, дай воды напиться!»
Как правило, для водоснабжения используют подземные воды, которые по массе составляют около 7% от общего содержания воды гидросферы нашей планеты (примерно миллиард миллиардов тонн). Если равномерно «разлить» все подземные воды по нашей планете, то слой такой воды составил бы около 200 м. И тем не менее, многие регионы Земли испытывают нехватку воды, особенно пресной.
Подошва подземных вод находится на глубине 1520 км; до глубины 300-500 м находится зона интенсивного водообмена; верховодка и грунтовые воды постоянно связаны с наземными водоемами. Обычно используются подземные воды, лежащие в пределах нескольких десятков метров от земной поверхности. Верховодка – подземная вода (до 4 м от поверхности), не имеющая сплошного распространения: она периодически исчезает за счет испарения или перетекания в более глубокие горизонты. Верховодка «несет» все вещества с земной поверхности, в том числе и вредные для здоровья человека. Далее, за верховодкой, следуют почвенные (до 10 м) и грунтовые (до 40 м) воды подземные воды первых от поверхности земли постоянных водоносных горизонтов. Глубина их залегания зависит от геологического строения конкретного места. Первый горизонт не имеет сплошной кровли из водонепроницаемых пород и поэтому подвержен сезонным колебаниям уровня, многие дачники замечали изменение уровня воды в колодце в разное время года или в зависимости от обильных дождей (засухи).
Подземные воды создают различные водоносные системы. Самые простые из них пористый пласт или пласт грунта с трещинами, заполненный водой. Обычно такие пласты залегают между водоупорными слоями, чаще всего образуя сложные системы различной площади и глубины залегания.
На рисунке 1 приведена одна из схем залегания подземных вод. Указать точную глубину залегания в этом случае не представляется возможным, все зависит от конкретного выбранного места, ландшафта, близости подземных вод, состава и структуры пород.
Рис. 1. Схема залегания подземных вод:
1 – буровые скважины и уровни воды в них; 2 – свободный (у грунтовых вод) уровень вод; 3 – напорный уровень вод; 4 – проницаемые породы
Чаще всего, вне зависимости от типа колодца или скважины, используется вода первого водоносного горизонта, т.е. свободная вода (ее иногда называют гравитационной), которая перемещается между частицами породы или трещинами под действием силы тяжести. Обычно такое движение направлено в сторону уклона водной поверхности или меньшего гидростатического давления. В отличие от свободной воды, так называемая капиллярная вода передвигается вверх по тонким порам уже под действием капиллярных сил.
Реже для водоснабжения используются артезианские воды, известные еще с глубокой древности. Артезианские воды залегают между водоупорными наклонными пластами и в местах прогибов (впадин) и образуют водонапорный подземный бассейн. При бурении грунта в этих местах вода поднимается выше кровли водоносного пласта и при определенных условиях может фонтанировать над поверхностью земли.
О подземных водах, как и о всей гидросфере нашей планеты, можно рассказывать долго. Все сказанное выше было необходимо для того, чтобы дать представление о тех близких к поверхности водах, которые используются для водоснабжения, и пояснить, что горизонты весьма изменчивы и зависят от геологических и других условий конкретной местности.
Подошва подземных вод находится на глубине 1520 км; до глубины 300-500 м находится зона интенсивного водообмена; верховодка и грунтовые воды постоянно связаны с наземными водоемами. Обычно используются подземные воды, лежащие в пределах нескольких десятков метров от земной поверхности. Верховодка – подземная вода (до 4 м от поверхности), не имеющая сплошного распространения: она периодически исчезает за счет испарения или перетекания в более глубокие горизонты. Верховодка «несет» все вещества с земной поверхности, в том числе и вредные для здоровья человека. Далее, за верховодкой, следуют почвенные (до 10 м) и грунтовые (до 40 м) воды подземные воды первых от поверхности земли постоянных водоносных горизонтов. Глубина их залегания зависит от геологического строения конкретного места. Первый горизонт не имеет сплошной кровли из водонепроницаемых пород и поэтому подвержен сезонным колебаниям уровня, многие дачники замечали изменение уровня воды в колодце в разное время года или в зависимости от обильных дождей (засухи).
Подземные воды создают различные водоносные системы. Самые простые из них пористый пласт или пласт грунта с трещинами, заполненный водой. Обычно такие пласты залегают между водоупорными слоями, чаще всего образуя сложные системы различной площади и глубины залегания.
На рисунке 1 приведена одна из схем залегания подземных вод. Указать точную глубину залегания в этом случае не представляется возможным, все зависит от конкретного выбранного места, ландшафта, близости подземных вод, состава и структуры пород.
Рис. 1. Схема залегания подземных вод:
1 – буровые скважины и уровни воды в них; 2 – свободный (у грунтовых вод) уровень вод; 3 – напорный уровень вод; 4 – проницаемые породы
Чаще всего, вне зависимости от типа колодца или скважины, используется вода первого водоносного горизонта, т.е. свободная вода (ее иногда называют гравитационной), которая перемещается между частицами породы или трещинами под действием силы тяжести. Обычно такое движение направлено в сторону уклона водной поверхности или меньшего гидростатического давления. В отличие от свободной воды, так называемая капиллярная вода передвигается вверх по тонким порам уже под действием капиллярных сил.
Реже для водоснабжения используются артезианские воды, известные еще с глубокой древности. Артезианские воды залегают между водоупорными наклонными пластами и в местах прогибов (впадин) и образуют водонапорный подземный бассейн. При бурении грунта в этих местах вода поднимается выше кровли водоносного пласта и при определенных условиях может фонтанировать над поверхностью земли.
О подземных водах, как и о всей гидросфере нашей планеты, можно рассказывать долго. Все сказанное выше было необходимо для того, чтобы дать представление о тех близких к поверхности водах, которые используются для водоснабжения, и пояснить, что горизонты весьма изменчивы и зависят от геологических и других условий конкретной местности.
Некоторые практические советы для определения места залегания воды
Конечно, самым простым и надежным свидетельством близости воды являются бьющие ключи. Но чаще всего ключевой воды вблизи нет, тогда о неглубоком залегании воды можно судить по следующим признакам.
В пологих, неглубоких балках во время засушливого лета сохраняются места с зеленой и густой травой, что свидетельствует о близком залегании подземных вод. Индикатором такого залегания является вечерний плотный туман в местах, где нет рек, прудов, болот и озер. Часто на этих участках растут влаголюбивые растения (камыш, осока), а после захода солнца в воздухе наблюдаются скопления комаров и мошек. Зимой в снежном покрове появляются прогалины и впадины.
Конечно, это косвенные признаки, объясняемые подъемом воды к поверхности по трещинам и порам, но, тем не менее, они значительно надежнее, чем используемые методы поиска воды с помощью лозы, металлических палочек и других приемов, не имеющих никакого отношения к гидрогеологии, которые сродни астрологии, уфологии и прочим «наукам» подобного пошиба.
В гидрогеологии есть специальный раздел «Разведка запасов подземных вод», основанный на изучении разведочных скважин в определенном районе с целью получения сведений, характеризующих водоносный пласт, и выяснения на их основании перспективы организации водоснабжения с использованием подземных вод.
Такую разведку необходимо провести на вашем (если такой имеется) участке. Причем необходимо не только выбрать место, где вы будете делать тот или иной колодец, но, если таких мест несколько, выбрать нужное, исходя, прежде всего, из следующих условий:
• колодец должен быть удален от места сброса канализационных стоков не менее чем на 15-20 м, причем, если участок имеет наклон, необходимо размещать колодец выше по течению грунтовых вод (в более высокой части участка);
• желательно выбрать место расположения колодца максимально близко к дому, точнее, к той части дома, где у вас будут находиться основные точки водопотребления (мойка, душ, туалет и т.д.). Такое расположение позволит сократить длину магистрали подачи воды от источника водоснабжения к источникам водопотребления.
Как провести такую разведку «под воду», пробное бурение? Есть два пути, выбор зависит от ваших финансов и наличия свободного времени.
1. Сделать заказ фирме, которая проведет такую работу, и, при вашем желании, выполнит монтаж выбранного вами источника водоснабжения, магистрали, водопровода и т.д. Адреса и телефоны подобных организаций можно найти, например, в регулярно издаваемых справочниках «Строительные материалы» и «Обустройство и ремонт», распространяемых в магазинах «Стройматериалы», в почтовых отделениях и через Интернет.
2. Произвести разведку своими силами. Не нужно думать, что такие работы требуют сложного и дорогостоящего оборудования. Например, отечественной промышленностью выпускается небольшой мотобур (вес с буровым инструментом 67 кг), позволяющий проводить бурение на глубину 10 м при диаметре начальных скважин 75 мм.
Какой из этих двух путей выбрать, решаете вы, узнав стоимость работ и необходимого инструмента, оценив свою квалификацию и т. д. Только помните, что без грамотной разведки вы можете оказаться в неприятном положении: вырытый глубокий колодец, с уложенными бетонными кольцами или деревянным срубом, окажется на дне сухим.
В пологих, неглубоких балках во время засушливого лета сохраняются места с зеленой и густой травой, что свидетельствует о близком залегании подземных вод. Индикатором такого залегания является вечерний плотный туман в местах, где нет рек, прудов, болот и озер. Часто на этих участках растут влаголюбивые растения (камыш, осока), а после захода солнца в воздухе наблюдаются скопления комаров и мошек. Зимой в снежном покрове появляются прогалины и впадины.
Конечно, это косвенные признаки, объясняемые подъемом воды к поверхности по трещинам и порам, но, тем не менее, они значительно надежнее, чем используемые методы поиска воды с помощью лозы, металлических палочек и других приемов, не имеющих никакого отношения к гидрогеологии, которые сродни астрологии, уфологии и прочим «наукам» подобного пошиба.
В гидрогеологии есть специальный раздел «Разведка запасов подземных вод», основанный на изучении разведочных скважин в определенном районе с целью получения сведений, характеризующих водоносный пласт, и выяснения на их основании перспективы организации водоснабжения с использованием подземных вод.
Такую разведку необходимо провести на вашем (если такой имеется) участке. Причем необходимо не только выбрать место, где вы будете делать тот или иной колодец, но, если таких мест несколько, выбрать нужное, исходя, прежде всего, из следующих условий:
• колодец должен быть удален от места сброса канализационных стоков не менее чем на 15-20 м, причем, если участок имеет наклон, необходимо размещать колодец выше по течению грунтовых вод (в более высокой части участка);
• желательно выбрать место расположения колодца максимально близко к дому, точнее, к той части дома, где у вас будут находиться основные точки водопотребления (мойка, душ, туалет и т.д.). Такое расположение позволит сократить длину магистрали подачи воды от источника водоснабжения к источникам водопотребления.
Как провести такую разведку «под воду», пробное бурение? Есть два пути, выбор зависит от ваших финансов и наличия свободного времени.
1. Сделать заказ фирме, которая проведет такую работу, и, при вашем желании, выполнит монтаж выбранного вами источника водоснабжения, магистрали, водопровода и т.д. Адреса и телефоны подобных организаций можно найти, например, в регулярно издаваемых справочниках «Строительные материалы» и «Обустройство и ремонт», распространяемых в магазинах «Стройматериалы», в почтовых отделениях и через Интернет.
2. Произвести разведку своими силами. Не нужно думать, что такие работы требуют сложного и дорогостоящего оборудования. Например, отечественной промышленностью выпускается небольшой мотобур (вес с буровым инструментом 67 кг), позволяющий проводить бурение на глубину 10 м при диаметре начальных скважин 75 мм.
Какой из этих двух путей выбрать, решаете вы, узнав стоимость работ и необходимого инструмента, оценив свою квалификацию и т. д. Только помните, что без грамотной разведки вы можете оказаться в неприятном положении: вырытый глубокий колодец, с уложенными бетонными кольцами или деревянным срубом, окажется на дне сухим.
Устройство и изготовление колодцев
Принято считать, что основными типами колодцев являются: трубные, буровые (или трубчатые), восходящие и нисходящие ключевые колодцы.
Два последних типа колодцев мы рассматривать не будем, немногие хозяева участков могут похвастать тем, что на их земле бьют ключи.
Многие специалисты рекомендуют, несмотря на плотную посадку колец в замки, для уплотнения швов проложить прокладку из просмоленной пеньки или других волокнистых материалов, не подверженных гниению. Применяют также обмазку из смеси цемента и жидкого стекла (обычно 1:1 по объему). Во всяком случае, для колец без замков (а такие кольца имеют, как правило, не только неровные торцы со сколами, но часто и форму, весьма далекую от окружности) такие меры защиты необходимы. Иначе верховодка может занести в колодец любые вещества, включая минеральные удобрения, навоз и т. п. Более того, кольца без замков необходимо скреплять в пяти местах стальными скобами во избежание возможных перекосов и появления щелей между кольцами. С этой целью на расстоянии 10-20 см от торца победитовым сверлом делают отверстия, скобы окрашивают масляной водостойкой краской, хорошо просушивают, после чего начинают стяжку колец. Лучше вставлять скобы с внутренней стороны колец, загибая их концы снаружи.
Если уровень подземных вод на вашем участке лежит ниже 10 м от поверхности земли, то в этом случае делают сквозной проход трубного ствола до водоносного слоя, одновременно устанавливая распорки, предотвращающие обвал стенок. Затем кольца опускают в ствол.
Вокруг колодца необходимо сделать замок из глины (толщиной до 1 м), а затем зацементировать поверхность, что позволит избежать проникновения в колодец дождевой воды. После этого можно поставить сруб с плотной крышкой или закрепить над колодцем кровлю. Рекомендуется также вывести вентиляционную трубу высотой 1-1,5 м над уровнем колодца. Если вы собираетесь эксплуатировать колодец и в зимнее время, необходимо сделать плотную теплую крышку (например, на деревянную крышку, прикрепить лист пенопласта толщиной 5 см, закрыв его с двух сторон несколькими слоями полиэтиленовой пленки). Желательно также утеплить и сруб колодца.
Трубные колодцы также можно изготавливать из кирпича или природного камня.
Одним из основных условий долгой работы колодца и наличия качественный воды в нем является выбор древесины, которая должна отвечать следующим требованиям:
– не должна придавать воде привкус и быть зараженной грибками, жуками-древоточцами и т. п.;
– должна быть:
• водоустойчивой;
• удобной для обработки, прямослойной и сухой;
• остроганной (а не отесанной) с внутренней стороны сруба, так как заколы древесины ускоряют гниение сруба.
Лучшей древесиной для колодца считается лиственница, которая служит 20-25 лет, а главное, не придает привкуса воде. Дуб служит такое же время (в подводной части сруба еще больше), но дубильные вещества первое время придают воде привкус, окрашивают ее в коричневый цвет. Поэтому достаточно долго после изготовления колодца из дуба воду откачивают, используя только свежепоступившую. Раньше использовали мореную дубовую древесину: изготавливали дубовые венцы, на год-два укладывали их в проточную воду, например в ручей, затем в сарае, где древесина защищена от сквозняков, венцы просушивали.
Можно также использовать сосну, вяз, ольху и осину. Древесина этих деревьев в подводной части сруба служит около 20 лет. В надводной части сруба вяз, ольха и осина служат недолго (около 5 лет), поэтому на Руси колодцы иногда делали, комбинируя сорта древесины.
Форма деревянных срубов может быть самой разной, но чаще всего она квадратная, размеры с внутренней стороны 1,5 х 1,5 м.
Срубы изготавливают из бревен, брусьев или пластин. В последнем случае распиливают бревна диаметром 20-30 см вдоль их длины, затем распиленные стороны строгают.
Для бревенчатого сруба бревна обтесывают на один кант, одну сторону строгают. Выполняют срубы чаще всего рубкой «в лапу».
После изготовления сруба вынимают грунт на глубину 2 м, устанавливают треногу с полиспастом, делают на глубину 1 м водоупорный замок, утрамбовывая заранее приготовленную мятую глину, и опускают сруб. Шахту снова копают, выбирая грунт на толщину венца, через 5 венцов укладывают более длинные (на 20-30 см) бревна, которые ликвидируют возможные перекосы. При обильном водоносном слое на дно шахты опускают коробку, сбитую из толстых досок, стараясь ее как можно больше заглубить. Затем на дно слоем 20-30 см насыпают крупный песок, щебенку, гальку. Такая засыпка не позволяет взмучиваться илу.
Два последних типа колодцев мы рассматривать не будем, немногие хозяева участков могут похвастать тем, что на их земле бьют ключи.
Трубные колодцы
В большинстве случаев трубные колодцы изготавливают с использованием готовых бетонных колец диаметром 1-1,5 м и высотой 1 м. Обычно глубина таких колодцев не превышает 10 м, и делают их следующим образом: равномерно подрывают ручной лопатой грунт и опускают кольцо на всю высоту, затем сверху ставят следующее кольцо и подрывают грунт дальше и т. д. Над кольцами ставят треногу с блоком для выемки грунта (обычно ведром) и подъема по тросу рабочего, проводящего подкоп. Лучше всего использовать кольца с замком (углубление по торцевой части кольца, в которое плотно вставляется следующее кольцо). Цена такого кольца диаметром 1 м около 50 долл. США, стоимость работы с вывозом вынутого грунта для укладки десяти колец 500 долл. США, то есть общая стоимость десятиметрового колодца составляет 1 000 долл. США. Работа, которую выполняют 2-3 рабочих, займет несколько дней. После заполнения водой нескольких нижних колец рекомендуется засыпать дно колодца слоем промытого песка, затем гравия (гальки, щебенки) 10-20 см каждый слой, после чего несколько раз откачать воду. Работа обычно проводится ранней осенью, когда грунтовые воды опустились; весной необходимо повторить откачку воды.Многие специалисты рекомендуют, несмотря на плотную посадку колец в замки, для уплотнения швов проложить прокладку из просмоленной пеньки или других волокнистых материалов, не подверженных гниению. Применяют также обмазку из смеси цемента и жидкого стекла (обычно 1:1 по объему). Во всяком случае, для колец без замков (а такие кольца имеют, как правило, не только неровные торцы со сколами, но часто и форму, весьма далекую от окружности) такие меры защиты необходимы. Иначе верховодка может занести в колодец любые вещества, включая минеральные удобрения, навоз и т. п. Более того, кольца без замков необходимо скреплять в пяти местах стальными скобами во избежание возможных перекосов и появления щелей между кольцами. С этой целью на расстоянии 10-20 см от торца победитовым сверлом делают отверстия, скобы окрашивают масляной водостойкой краской, хорошо просушивают, после чего начинают стяжку колец. Лучше вставлять скобы с внутренней стороны колец, загибая их концы снаружи.
Если уровень подземных вод на вашем участке лежит ниже 10 м от поверхности земли, то в этом случае делают сквозной проход трубного ствола до водоносного слоя, одновременно устанавливая распорки, предотвращающие обвал стенок. Затем кольца опускают в ствол.
Вокруг колодца необходимо сделать замок из глины (толщиной до 1 м), а затем зацементировать поверхность, что позволит избежать проникновения в колодец дождевой воды. После этого можно поставить сруб с плотной крышкой или закрепить над колодцем кровлю. Рекомендуется также вывести вентиляционную трубу высотой 1-1,5 м над уровнем колодца. Если вы собираетесь эксплуатировать колодец и в зимнее время, необходимо сделать плотную теплую крышку (например, на деревянную крышку, прикрепить лист пенопласта толщиной 5 см, закрыв его с двух сторон несколькими слоями полиэтиленовой пленки). Желательно также утеплить и сруб колодца.
Трубные колодцы также можно изготавливать из кирпича или природного камня.
Шахтные колодцы
Еще 10-20 лет тому назад самыми распространенными шахтными колодцами были деревянные, так как вблизи лесных массивов всегда можно подобрать необходимые лесоматериалы и изготовить сруб. Сейчас, в связи с широкой продажей бетонных колец, деревянные шахтные колодцы стали делать реже. Тем не менее, вкратце рассмотрим устройство и изготовление таких колодцев.Одним из основных условий долгой работы колодца и наличия качественный воды в нем является выбор древесины, которая должна отвечать следующим требованиям:
– не должна придавать воде привкус и быть зараженной грибками, жуками-древоточцами и т. п.;
– должна быть:
• водоустойчивой;
• удобной для обработки, прямослойной и сухой;
• остроганной (а не отесанной) с внутренней стороны сруба, так как заколы древесины ускоряют гниение сруба.
Лучшей древесиной для колодца считается лиственница, которая служит 20-25 лет, а главное, не придает привкуса воде. Дуб служит такое же время (в подводной части сруба еще больше), но дубильные вещества первое время придают воде привкус, окрашивают ее в коричневый цвет. Поэтому достаточно долго после изготовления колодца из дуба воду откачивают, используя только свежепоступившую. Раньше использовали мореную дубовую древесину: изготавливали дубовые венцы, на год-два укладывали их в проточную воду, например в ручей, затем в сарае, где древесина защищена от сквозняков, венцы просушивали.
Можно также использовать сосну, вяз, ольху и осину. Древесина этих деревьев в подводной части сруба служит около 20 лет. В надводной части сруба вяз, ольха и осина служат недолго (около 5 лет), поэтому на Руси колодцы иногда делали, комбинируя сорта древесины.
Форма деревянных срубов может быть самой разной, но чаще всего она квадратная, размеры с внутренней стороны 1,5 х 1,5 м.
Срубы изготавливают из бревен, брусьев или пластин. В последнем случае распиливают бревна диаметром 20-30 см вдоль их длины, затем распиленные стороны строгают.
Для бревенчатого сруба бревна обтесывают на один кант, одну сторону строгают. Выполняют срубы чаще всего рубкой «в лапу».
После изготовления сруба вынимают грунт на глубину 2 м, устанавливают треногу с полиспастом, делают на глубину 1 м водоупорный замок, утрамбовывая заранее приготовленную мятую глину, и опускают сруб. Шахту снова копают, выбирая грунт на толщину венца, через 5 венцов укладывают более длинные (на 20-30 см) бревна, которые ликвидируют возможные перекосы. При обильном водоносном слое на дно шахты опускают коробку, сбитую из толстых досок, стараясь ее как можно больше заглубить. Затем на дно слоем 20-30 см насыпают крупный песок, щебенку, гальку. Такая засыпка не позволяет взмучиваться илу.