Ureditev abesinskega vodnjaka z lastnimi rokami: kako narediti vrtino iglo na parceli

Priključiti majhno podeželsko posestvo na centralni vodovod je zelo pogosto nemogoče zaradi oddaljenosti vodovodnega voda. Kopati vodnjak ali vrtati vrtino včasih ni finančno ugodno, za gradnjo avtonomnega sistema pa je potreben lastni vir vode.

V podobnih primerih lahko uredite abesinski vodnjak z lastnimi rokami – tehnologija organizacije takega vodnega vira je dovolj preprosta. Strinjate se, da je treba pred začetkom uresničitve zamisli razumeti konstrukcijo in princip delovanja sistema.

Svetovali vam bomo, kako načrtovati abesinski vodnjak, kakšna oprema bo potrebna in kako sami narediti vrtino iglo. Posebno pozornost je treba nameniti vrsti tal na parceli.

Načela delovanja abesinskega vodnjaka

Abesinski vodnjak je poenostavljena različica vrtine, ki omogoča pridobivanje vode iz zgoraj ležečega prvega ali drugega vodonosnega horizonta. Njegova konstrukcija je skrajno preprosta. Predstavlja kolono med seboj spojenih jeklenih cevi za plin in vodo s preprostim filtrom in kovinskim nastavkom na dnu.

Tanka cev vrtine po videzu spominja na starodavni pripomoček za šivanje. Od tod drugo ime: vrtina igla.

Pravilno urejen abesinski vodnjak bo zagotavljal oskrbo s vodo na vrtu nič slabše kot jaški vodnjak in mu ne bo zaostajal v trpežnosti.

Klasična metoda potapljanja abesinskega vodnjaka v zemljo se izvaja z navadnim zabijanjem – najpreprostejšim načinom, ki se aktivno uporablja med samostojnimi mojstri. Zabijajo, dokler spodnja cev z nastavkom ne odpre vodonosne plasti.

Včasih kolono delno poglobijo z vijačnim vrtanjem, vendar najem ročne ali mehanske vrtalne naprave bistveno poveča proračun del.

Abesinska vrtina je bila izumljena in preizkušena v praksi v obdobju vojne med kolonialno Anglijo in Etiopijo v letih 1867–68. Konstrukcija, ki jo je predlagal ameriški inženir Norton, je neutrudno oskrbovala angleške čete z vodo med njihovimi premiki po puščavi.

Naprava za črpanje življenjske tekočine iz podzemnih plasti tal je bila hitro nameščena, razstavljena in ponovno uporabljena na naslednjem postanku.

Takšne prednosti, kot so mobilnost, poceni in preprostost gradnje, so bile cenjene s strani vojske, privabljale pa so tudi popotnike in raziskovalce.

Prednosti ureditve iglaste vrtine z lastnimi rokami so v preprostosti in minimalnem času gradnje, enostavni demontaži in ugodni ceni (+).

V Rusiji so se s tem izjemnim izumom seznanili leto po koncu angleškega pohoda. Napravo za dviganje vode z majhne globine je opisal K. I. Masljannikov v knjigi, posvečeni takrat obstoječim učinkovitim vrtalnim napravam.

Od petih abesinskih vrtin, urejenih na območju Carskega Sela, sta bili dve povsem primerni za pridobivanje sveže vode. Tri niso mogle doseči vodonosne plasti zaradi apnenca, ki leži blizu dnevne površine.

Uspešni abesinski vodnjaki so dajali vedro na minuto. Sprva je tekla motna brozga, ki je po polurnem črpanju postala dovolj prozorna in čista.

Iglasta vrtina odpira le prve vodonosne horizonte od zemeljske površine, zato pridobljene vode ni mogoče uporabljati za pitje. Primerna je za zalivanje, čiščenje okolice in podobne gospodinjske potrebe.

Ob želji in zadostnem pretoku izvrtine je mogoče za čiščenje vode namestiti sistem grobih in finih filtrov, ki zadržujeta mehanske primesi in kemijske nečistoče.

Pomembna pomanjkljivost abesinskega vodnjaka je majhna globina črpanja vode, povezana z uporabo površinskih črpalk, vendar je to najbolj priročen vir za začasno uporabo.

Konstrukcijske specifike vrtine igle

Abesinska vrtalna naprava, razvita pred poldrugim stoletjem, v preteklih letih ni doživela temeljnih konstrukcijskih sprememb. Nekaj časa je bila celo neupravičeno pozabljena. Čeprav po hitrosti in preprostosti gradnje ter ceni ureditve prekaša široko razširjene tradicionalne vodnjake.

V konstrukciji abesinskega vodnjaka ločimo dve glavni komponenti:

• Vrtalna naprava, ki vključuje konico za rezanje tal in drog, ki se podaljšuje med poglabljanjem v tla. Drog hkrati služi kot kanal za dvigovanje vode iz globine. Zato je sestavljen iz odsekov cevi, ne iz jeklenega kroga ali palice.
• Kopr, sestavljen iz kovinskega trinožnika in težke babe, ki igra vlogo kladiva. Na vrhu trinožnika sta dva bloka, skozi katera so napete vrvice, na katere je privezana baba.

Pri napenjanju vrvic se baba dvigne do vrha naprave. Pri popuščanju hitro pade na podbabek, ki je trdno pritrjen na zabijani odsek droga. Slednji opravlja funkcijo nakovala, zahvaljujoč kateremu se drog zaporedno pogreza v tla.

Glavni del abesinskega vodnjaka je konica iz cevi z notranjim premerom 1 1/4, 1 1/2 in 2 palca in je sestavljena iz ustrezno luknjaste plinske cevi podobno filtru ter na koncu opremljene s sulčastim odebelitvijo (+)

Podbabek predstavlja nekakšno objemko, sestavljeno iz dveh simetričnih delov. Površina podbabka, ki je v stiku z babo, je nekoliko večja od površine dna padajočega "kladiva".

Potem ko se zabijani odsek droga skoraj popolnoma pogrezne v zemljo, podbabek odstranijo. K poglobljenemu odseku cevi privijejo naslednjega, na katerem se ponovno fiksira objemka-nakovalo.

Pri padanju baba udari po spodnji objemki in poglablja cev, ko se vodnjak poglablja, podbabek in objemka z bloki premikata navzgor po cevi.

Dejanja za poglabljanje vrtalne naprave se ponavljajo, dokler spodnji del vrtine igle, ki jo gradimo z lastnimi rokami, ne doseže vodonosne plasti. Vodonosnik je treba ne le odpreti, ampak tudi prehoditi vsaj za en meter.

V skladu s pravili je treba plast prečkati na 2/3 njene moči, vendar samostojnemu vrtalcu realne dimenzije vodonosnika zagotovo niso znane. O njih je težko soditi brez hidrogeoloških raziskav.

Za pridobivanje vode na določenem mestu postavijo trinožnik, privijejo konico na plinsko cev, na katero nataknejo babo, in z babo zabijejo cev v zemljo (+)

Pojav vode v vrtini je treba občasno spremljati. Profesionalni vrtalci imajo za merjenje nivoja vode v vrtini najpreprostejšo napravo, ki idealno določa globino vodonosnega horizonta pri njegovi leži do 15 m.

To je votel kovinski valj, imenovan ploskač. Naprava je podobna obrnjenemu tankemu kozarcu, pritrjenemu preko zanke na merilni trak.

Delovni organ ploskača je votel valj ali stožec, ki ob stiku z vodno gladino oddaja značilen plosk: podobno napravo lahko izdelate z lastnimi rokami.

Ko se rob ploskača dotakne vodne gladine, se zasliši plosk, ki oznanja pojav iskanega v vrtini. Podobno kontrolno napravo lahko izdelate sami tako, da na vrvico privežete veliko matico, tako da se lahko plosko dotika vodne gladine.

Namesto matice bi bilo dobro najti ne preveč lahek plastičen ali kovinski stožec, odprt z ene ali dveh strani.

Obstaja še ena domiselna naprava, ki služi kot kontrolni instrument. Pojav vode v abesinskem vodnjaku lahko preprosto spremljate tako, da v jašek spustite navadno polimerno cev. O stiku z gladino podzemne vode bo signaliziral značilen plosk.

Tehnologija izdelave ohišja

V industrijski proizvodnji abesinskih vodnjakov ni. Izdelavo naprave naročite v delavnici ali jo izdelate sami.

Za lažje potapljanje v zemljo je spodnji rob prve palice opremljen s sulici podobno končnico, njen premer v širšem delu je 3–5 cm večji od premera glavne cevi, dolžina približno 10–15 cm.

Za izdelavo igelne vrtine boste potrebovali:

1. Debelostenske cevi VGP, v oznaki katerih je navedeno 'ojačane'. Optimalna velikost zunanjega premera cevnega profila je od 25 do 40 mm. Ne pozabite, da debelejši kot je jašek, težje ga je zabijati v zemljo, na pretok vrtine pa debelina cevi sploh ne vpliva.
2. Jeklena končnica, stružena na stružnici. Dolžina dela je 10–12 cm, premer je 1–2 cm večji od premera cevi, da trenje tal ob jašek ne upočasni postopka zabijanja. Končnica je lahko stožčasta ali piramidasta, vendar ne zvarjena iz klinastih ostankov cevi.
3. Jeklena mreža z gosto galonsko tkanino, potrebna za izdelavo dodatnega filtra. Preprečila bo vdor drobnih zrn peska in celo glinenih suspenzij.

Za izdelavo jaška je bolje kupiti brezšivni cevni profil, ki pri zabijanju zagotovo ne bo popokal. Cev je treba razrezati na kose približno 1,2–1,5 m. V vrtalnem poklicu se imenujejo palice.

Navedene mere so priporočene na podlagi največjega udobja pri delu. Natančna dolžina odsekov v označenem intervalu je odvisna od predvidene globine izkopa. Zaželeno je, da je eden od njih dolg 1 m za končno poglobitev v vodonosnik.

Povratni ventil v obliki krogle ali ploščice preprečuje odtok vode, ki jo črpa črpalka, nazaj v igelno vrtino po zaustavitvi elektromehanske ali ročne črpalke.

Nabiranje cevi poteka z poglabljanjem svedra, izvaja se z zaporednim navijanjem odsekov cevi VGP.

Za izvedbo spojev na robovih odsekov se nareže 7 navojev vodovodnega navoja in uporabijo jeklene spojke. Spoji se izvedejo tesno, v navoj se vstavi vodovodna lanena prediva.

V celoti izdelati in namestiti abesinski vodnjak ni težko z lastnimi rokami, vendar je, če je predvidena začasna uporaba, rig bolje najeti.

Na prvi odsek bodoče kolone se privari konica in opremi s preprostim filtrom – to je zajemni del. V začetnem odseku cevi se izvrtajo luknje Ø 8–10 mm tako, da so elementi omenjene perforacije razporejeni v nekem zamaknjenem vzorcu.

Med pogojnimi vodoravnimi vrstami lukenj mora biti približno 5 cm: ne smemo jih narediti preblizu, da ne oslabimo cevi.

Luknje začnemo vrtati, umaknjeni od spodnjega roba približno 15 cm z enakim namenom ohranjanja trdnosti. Na mestu povezave prvega člena kolone z naslednjo palico se namesti povratni ventil črpalnega sistema.

Najpogosteje je to kroglica, ki prepušča vodo samo v smeri proti črpalki.

Izboljšanje filtracijskega elementa

Opisani filter bo preprečil vdor gramoza in drobnega proda, ne bo pa odstranil manjših delcev. Zato ga je treba posodobiti. Da bi perforirani odsek cevi postal filter z višjo stopnjo zaščite, ga je treba dodatno obdelati.

Postopek:

1. Na cev se navijejo zavoji iz nerjavne žice. Namenjeni so povečanju površine filtra. Razmik med zavoji je 3–5 mm.
2. Dobljeni izdelek tesno ovijejo s kosom nerjavne mrežice, ki jo prispajkajo na stene cevi. Uporablja se izključno kositrna spajka, saj bi uporaba zlitine s svincem negativno vplivala na kakovostne lastnosti vode.

Obstaja mnenje, da bi bilo treba posodobljeni filter zaradi večje zanesljivosti z zunanje strani oviti z nerjavno žico. Dovolimo si dvomiti o zanesljivosti takšne ojačitve. Menimo, da se bodo zunanji zavoji domačega filtra pri pogrezanju v tla gotovo odlepili, povečali trenje in precej otežili zabijanje.

V vrtinskih filtrih se uporablja mreža galonskega tkanja P52, ki omogoča filtriranje drobnih in prašnatih peskov ter tako ščiti vrtino pred zamuljevanjem.

Dodelava filtra je koristna, saj ne prispeva le k boljši kakovosti vode, temveč tudi preprečuje zamuljevanje iglaste vrtine.

Res pa je treba kljub preprostosti naprave dosledno upoštevati pravila:

• Za mrežasti filter ni primerna mreža iz medenine ali drugih barvnih kovin. V povezavi z jeklom in ob trdnem spajkanju tvorijo galvanski par, ki ga korozija hitro in neovirano razjeda.
• Premer perforirane cevi skupaj z dodatnim filtrom ne sme biti enak največjemu premeru konice ali ga presegati. V nasprotnem primeru se bodo pomembni filtrirni dodatki pri zabijanju v zemljo ločili od cevi.
• Za izdelavo vrtalne kolone in prvega člena, ki je vodozbirni del jaška, niso primerne krhke litoželezne cevi.

Prav tako ne varčujte pri mufah z nakupom domačih izdelkov s slabo izdelanim navojem. Če se pri zabijanju spoji razmaknejo, bo treba iglo odstraniti in vrtino na novo izvrtati.

Pogoji za gradnjo abesinske vrtine

Za gradnjo abesinskega vodnjaka ni dovolj zgolj vroča želja lastnika zemljišča, podprta s poznavanjem zasnove vodozbirne naprave. Pred začetkom del je treba ugotoviti, ali so geološke razmere primerne za izdelavo igličaste vrtine.

Tla, ki ležijo v zemlji, se razlikujejo po fizikalno-mehanskih lastnostih: po gostoti, strukturi, parametrih trdote itd. Vrtalci imajo klasifikacijo po tako imenovani »vrtljivosti« kamnin.

Za prehod skozi peščenjak in pesek se na primer uporablja drugačna vrsta orodja in način vrtanja. Skalnati peščenjak se vrti s kolonsko cevjo s trdokovinsko krono, vodonosne peske pa dvigajo z udarno-vrvno metodo s pomočjo zajemalke.

Postavitev abesinskega vodnjaka ne bo mogoča, če so apnenec (1) in peščenjak (2) blizu površine; optimalna tla za delo so glinene usedline (3) in peski (4).

Na podlagi sklopa fizikalno-mehanskih lastnosti skupaj z vrtljivostjo kamnine pogojno delimo na:

• Trde ali skalnate. So sposobne cepljenja, drobljenja, postopno se uničujejo pri vrtanju z visoko hitrostjo in tlakom. Trde kamnine so v zgornjem delu usedlin zastopane z apnenci, peščenjaki, laporji, dolomiti itd.
• Plastične. Se zlahka ali relativno lahko režejo z nožem in vrtalnim orodjem, vključno s konico abesinske vrtine. K plastičnim predstavnikom spadajo gline, ilovice, peščene ilovice z visokim številom plastičnosti.
• Sipke. Ne ohranjajo oblike, ker so sestavljene iz nepovezanih delcev. Ko so nasičene z vodo, lahko nekatere prašnate vrste »plavajo«. K sipki vrsti spadajo peski vseh kategorij po velikosti, prodno-gramozne, drobljene in podobne usedline.

Domači mojstri, ki želijo graditi abesinski vodnjak, nimajo na voljo vrtalnega orodja za prehod skozi vse naštete vrste tal. Samostojni vrtalci bodo lahko prečkali le plastične in sipke kategorije. Zdrobitev trde kamnine s konico abesinskega vodnjaka ni mogoča.

Za gradnjo in normalno delovanje abesinske vrtine so idealne sedimentne usedline: prod, drobljenec, prodniki s polnilom, peski, peščene ilovice, ilovice (+)

Ni vredno poskušati razbiti velikega balvana: raje se malo premaknite in tam znova začnite izkop. Še posebej, ker je demontaža vodozbirne naprave večkrat hitrejša od namestitve.

Poleg omejitev glede vrtljivosti na možnost izgradnje iglane vrtine vpliva višina vodnega ogledala. Dejstvo je, da je njeno črpanje iz tankostenske vrtine mogoče zaupati le površinski črpalni opremi. Večina znamk površinskih črpalk je pripravljena dvigniti vodo z globine največ 8 m.

Za črpanje vode iz iglane vrtine se uporablja površinska črpalna oprema, ki vodo dviga v povprečju z globine 8 – 10 m

Tudi če je v tehnični dokumentaciji navedena sesalna globina približno 10 m, ne smemo pozabiti na običajne izgube tlaka v cevovodu in na to, da črpalka običajno prenaša vodo tudi po vodoravnem odseku.

Vsakih 10 m vodoravnega premika odvzame sesalni globini po 1 m. Poleg tega je površinske črpalke odločno priporočljivo namestiti v zaprtih prostorih, ti pa so pogosto oddaljeni od mesta zajetja vode.

Če poleg abesinskega vodnjaka ni popolnoma nobene druge možnosti, globina pojavljanja vode v bližnjih vodnjakih pa je zabeležena med 12 in 15 m od površja zemlje, si je za dvig vode treba priskrbeti airlift ali ročno črpalko, ki lahko črpa vodo z navedene globine.

Za črpanje vode z globine več kot 15 – 20 m lahko uporabimo airlift, ki poleg prenosa vode ugodno izvaja tudi nasičenje s kisikom.

Koristne informacije o tem, kako na parceli najti vodo za vodnjak in oceniti lego vodonosnih plasti, so predstavljene v tem članku.

Alternativna možnost prilagoditve iglane vrtine neustrezni ravni podtalnice je izgradnja jaška. Pred zabijanjem kolone v zemljo se izkoplje jarek globine približno en meter, širine, primerne za delo z lopato v njem. Zabijanje palic se nato začne z dna jarka. Črpalka se v takih primerih namesti v jašek.

Če so podtalnice na parceli nižje od največje sesalne globine črpalke, se zgradi jašek in vanj namesti črpalna oprema.

Sam svoj hidrogeolog: ocena tal

Čeprav je proces zabijanja iglane vrtine preprost, je temeljita priprava na dela vseeno potrebna. Ni dovolj, da si priskrbimo palice in začetni člen s filtrom, najamemo ali izdelamo lastno vodilno napravo. Potrebni so podatki o geoloških in hidrogeoloških razmerah na območju izgradnje abesinskega vodnjaka.

Kje in kako jih pridobiti? Podatke o gladini podtalnice bomo dobili v sosednjem vodnjaku ali v vrtini.

Izmerili ga bomo sami z merilnikom ali pa vprašali lastnika vira, s katere globine črpa vodo. Ob tem bomo izvedeli, kakšna zemlja je bila dvignjena z dna, ko so vrtali ali kopali izkop.

Stolpa za zabijanje in cevi za igelno vrtino industrija ne proizvaja, napravo z vsemi pripomočki lahko kupite že pripravljeno ali naročite izdelavo.

V ravninskih območjih plasti kamnin ležijo skoraj vodoravno z rahlim upogibom ali majhnim nagibom. Gladina podtalnice se nahaja približno na isti absolutni višini. Razlika v globini obstoječega in načrtovanega vodnjaka se lahko pokaže le zaradi reliefnih razlik.

Ne pozabimo, da abesinska vrtina odpira vrhnjo vodo ali naslednji vodonosni sloj, prekrit z glino ali ilovico, vendar ne skalnatim nepropustnim slojem. Torej bo gladina vode v izkopu gotovo nestabilna – odvisna od količine padavin.

V obdobju taljenja snega in v deževnem času bo gladina podtalnice višja kot v suhem vremenskem obdobju. Pri lastniku obstoječega vodnega vira je treba ugotoviti, kakšni so največji in najmanjši nihanji gladine, da abesinska vrtina v sušnem poletju ne bi ostala prazna.

Če so stene izkopa sestavljene iz stabilnih, neusipajočih se zemljin, lahko vrtino delno predremo z ročno vrtalno napravo s polžnim orodjem.

Vprašanje o obdelovanih kamninah sploh ni nepomembno. Na primer v Leningrajski oblasti pridobivajo vodo iz grobih peskov z veliko količino masivnih balvanov.

Pogosto zaradi nezmožnosti drobljenja in odstranitve ogromnega kamna vrtalci premaknejo vodozbirno vrtino. Podobno je treba ravnati, če so v regiji gradnje abesinskega vodnjaka podobne zemljine.

Nesmiselno je izvajati zabijanje ob visoki legi masivov trdih in poltrdih kamnin. Če na sosednji parceli pridobivajo podzemno vodo, ki je razširjena v razpokanih dolomitih, peščenjakih, apnencih, potem se bo treba neizprosno posloviti od ideje o ureditvi igelne vrtine.

Podrobne informacije o izvajanju geoloških raziskav so navedene v članku – Kje in kdaj je najbolje vrtati vodnjak na parceli: splošna pravila + nasveti izkušenih vrtalcev

Za tiste, ki so se odločili narediti abesinski vodnjak z jaškom, so potrebne informacije o strukturi in stanju plasti zemlje, ki ležijo do globine izkopa. Če je prerez sestavljen iz meljastih peskov, ilovic ali njihovih menjajočih se plasti, sten jaška ni treba utrjevati.

Rahle, nestabilne stene izkopa je treba utrditi, da ustje iglaste vrtine in črpalna oprema ne bi bila zasuta z nevezanimi zemljinami.

Če izkop poteka v pesku, je treba stene utrditi z lesenimi ščitniki ali betonom. Peščeni brežine so nestabilne, lahko se zrušijo in zasujejo vodozbirno mesto skupaj s črpalno opremo.

Poizvedbe o zgornjih plasteh tal so potrebne tudi za tiste, ki nameravajo zgornji del izkopa prebiti s polžem. Polžno vrtanje bo občutno pospešilo postopek, vendar morda ne bo prineslo načrtovanega rezultata. Za delo uporabijo preprosto orodje – kupljen ali doma narejen sveder.

Pri podirajočih se peščenih stenah bo potrebna namestitev ohišne cevi, s čimer se bodo zmanjšale ekonomske prednosti abesinskega vodnjaka.

Zaključki in koristen video na to temo

Analiza prednosti in slabosti abesinskega vodnjaka v primerjavi z običajno vrtino:

Video o poglabljanju s polžem in naknadnim zabijanjem abesinskega vodnjaka:

O neuporabnosti iskanja vode z ljudsko metodo s pomočjo palic:

Namestitev in uporaba abesinskega vodnjaka sta najpreprostejša in najcenejša metoda za pridobivanje vode iz zgornjih vodonosnih plasti. Za izgradnjo vodozbirnega izkopa ni potrebna težka mehanizacija, vse faze dela lahko preprosto opravite z lastnimi rokami.

Vloženi trud in neznatna sredstva se bodo hitro povrnila, abesinski vodnjak bo služil nič manj kot tradicionalni viri vode. Pomembno je, da se navdušite in uresničite zamisel, oboroženi s predstavljenimi informacijami.

Ali imate praktične izkušnje z ureditvijo iglaste vrtine na parceli? Prosimo, delite nabrano znanje ali postavite vprašanja na temo v spodnjih komentarjih.