Схема колодец: Устройство и схема колодцев, конструкция (основа и стены) и обустройство колодцев

Схема колодец: Устройство и схема колодцев, конструкция (основа и стены) и обустройство колодцев

Содержание

как правильно построить, схемы устройства, технология строительства

Если систему водоснабжения загородного участка нельзя подключить к общественной сети, возникает необходимость в устройстве индивидуального источника. Для обеспечения любимой усадьбы питьевой или технической водой чаще всего копают колодец.

Это наиболее доступная по цене выработка, не требующая для разработки использования экскаватора или буровой установки.

Понимая технологию строительства, вполне реально соорудить колодец своими руками и обеспечить дом питьевой водой. Согласитесь, прежде чем приступать к работам, необходимо изучить теоретический аспект вопроса.

Мы поможем вам определить оптимальное место для копки колодца, расскажем подробно о геологических изысканиях, которые можно провести самостоятельно. Кроме того, предложим несколько вариантов обустройства водозаборных точек и опишем пошаговые технологии их реализации.

Содержание статьи:

Кратко о залегании грунтовой воды

Цель строительства колодца на загородном участке заключается во вскрытии водоносного пласта, способного покрыть потребности семьи в питьевой или технической воде. Первую употребляют согласно названию, вторую для полива участка, уборки и подобных нужд.

Определиться с питьевой и технической категорией необходимо на стадии планирования будущей выработки, потому что от этого зависит ее глубина и конструкция. Различаются категории по степени загрязнения.

В химическом составе технической воды больше минеральных примесей, допускается наличие запаха и легкого замутнения. Питьевая вода обязана быть кристально прозрачной, лишенной напрочь запаха и вкуса.

Породы в земной коре залегают пластами, в пределах которых грунты обладают равнозначными физико-механическими свойствами и одинаковой структурой

Водоносными называются пласты равнозначной по составу и структуре породы, вмещающие грунтовую воду. На геологическом разрезе они выглядят как полосы произвольной ширины, залегающие под наклоном или относительно горизонтально.

Верхняя граница пласта именуется кровлей, нижнюю называют подошвой. В зависимости от мощности водоносного слоя и от необходимого количества воды колодец может вскрывать лишь кровлю, пересекать 70% пласта или устанавливаться дном на подошву.

Кровля водоносного пласта в свою очередь служит подошвой вышележащего слоя, а подошва кровлей нижележащего.

У появления воды в толщах пород есть два естественных пути, это:

  • Проникновение в грунты атмосферных осадков или вод близлежащих водоемов. Вода свободно проходит сквозь водопроницаемые отложения, к которым относятся пески, галечники, щебнистые и гравийные массы. Процесс просачивания или проникновения называется инфильтрацией, а пропустившие через себя воду слои называют водопроницаемыми.
  • Конденсация влаги в пластах, зажатых между двумя водонепроницаемыми или иначе водоупорными слоями. Не пропускают воду глины, суглинки, полускальные и скальные породы, не имеющие трещин. Залегающая между ними вода может быть напорной: при вскрытии уровень ее повышается, иногда фонтанирует.

Трещиноватые скальные и полускальные разновидности могут вмещать воду, но напора у нее нет или он слабый. На химический состав трещинной воды обязательно окажут влияние вмещающие породы. Известняки и мергели обогатят ее известью, доломиты магнием, гипс на пару с каменной солью насытят хлористыми и сернокислыми солями.

Подземные воды образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков или вод соседних водоемов и в результате конденсации внутри пласта (+)

Для желающих знать, как построить полноценный колодец своими руками, следует учесть следующее:

  1. Наличие непроницаемой породы над водоносом исключает просачивание грязных стоков в пласт. Воде, добытой из перекрытого водоупором слоя, может быть присвоена категория питьевой.
  2. Отсутствие водоупора сверху водоноса сигнализирует о запрете применения воды для питьевых целей. Она называется верховодкой и применяется исключительно для хозяйственных нужд.

Если владельца участка интересует техническая категория, вполне достаточно вскрыть или углубиться в слой с верховодкой. Ствол колодца в таких случаях значительно короче, чем ствол выработки для питьевой воды.

Однако зеркало верховодки сложно назвать устойчивым. Засушливым летом и зимней порой уровень в подобных выработках ниже, чем в дождливые осенние и весенние периоды. Запасы воды будут соответственно колебаться.

Пласты, способные отдавать воду при вскрытии шахтой, называются водоносными, породы, не пропускающие и не отдающие воду, называются водоупорными или водонепроницаемыми (+)

Для получения стабильного количества воды в колодце верховодку необходимо пройти и углубиться в нижележащий водоносный пласт. Обычно между ним и верховодкой несколько проницаемых и водонепроницаемых слоев. Значит, есть вероятность дойти до питьевой воды.

Однако ствол такого колодца значительно длиннее: материала, времени и трудовых усилий на его строительство уйдет больше.

Вода питьевой категории обязана пройти проверку в местный орган санэпиднадзора. По результатам анализов делают выводы об ее пригодности. В случае необходимости рекомендуют меры по очистке.

Типовая схема колодца шахтного типа

Шахтный колодец – распространенная разновидность индивидуальных источников водоснабжения. В просвете у него самый большой размер, что позволяет самостоятельному хозяину формировать выработку простой лопатой прямо в шахте. Выработка может быть круглой, квадратной, реже прямоугольной.

Диаметр или длина стенки квадратного ствола обычно варьирует от 0,8 до 1,2/1,5 м. Заметим, что слишком большой просвет не гарантирует увеличение дебита. Воды в широком колодце немногим больше, чем в узком аналоге. Ведь дебит определяется возможностями водоноса, а не размерами шахты. А вот разницу в расходах на сооружение сложно не заметить.

В качестве питьевой воды используют только воду из водоносного слоя, перекрытого водоупорными пластами, и артезианскую воду, добываемую артезианскими скважинами (+)

Основные конструктивные составляющие

Роют колодцы глубиной до 30 м. Более глубокую выработку проще и разумнее проходить буровой установкой. Аналогично поступают при устройстве колодца в скальных и полускальных породах: своими руками пробурить в них шахту невозможно или слишком сложно.

Копать имеет смысл грунты, поддающиеся разработке лопатой: пески, супеси, глины, суглинки.

Конструктивные составляющие шахтного колодца:

  • Водоприемная часть – нижний сегмент стенок колодца, предназначенный для приема грунтовой воды. Если запас водоноса достаточен для потребления семьей, вода поступает исключительно через дно. Если дебит пласта маловат, в заглубленных в него колодезных стенках делают отверстия для бокового течения воды.
  • Ствол – часть колодца от поверхности земли до статического уровня колодезной воды. Бывает деревянным, монолитным бетонным, собранным из ж/б колец, каменным, кирпичным. Ствол должен обеспечить герметичность, которая исключает просачивание нечистот, атмосферной воды, проникновение химических веществ и органических остатков.
  • Оголовок – надземный участок, создающий условия для безопасного пользования источником водоснабжения, предотвращающий загрязнение воды. Возвышаться над поверхностью он должен минимум на 60 см. Удобной высотой считается 80 – 90 см. Оголовок должен иметь крышку для защиты воды от загрязнений и устройство для подъема ее ведром.

Вокруг места состыковки оголовка с верхушкой ствола устраивают глиняный замок, играющий роль барьера для почвенной воды, атмосферных и бытовых стоков с земной поверхности. Это своеобразная округлая траншея глубиной ниже уровня сезонного промерзания грунта, шириной около 50 см. Траншею заполняют мятой глиной.

Засыпку с усердием трамбуют так, чтобы в высыхающей глине не появлялись трещины. Поверх замка сооружают отмостку из железобетона, бутового камня, кирпича, шириной 1,0/1,5 м с уклоном от стенок оголовка 0,01.

Согласно СНиП 2.04.02-84 шахтные колодцы следует устраивать в первых от поверхности безнапорных водоносных пластах, сложенных рыхлыми породами (+)

Классификация по водоприемной части

Степень погружения водоприемной части в водоносный пласт – критерий деления колодцев на следующие виды:

  • Несовершенный. Водоприемный сегмент несовершенного типа частично заглубляется в водоносный слой. Приток воды происходит через днище, при необходимости через боковые отверстия.
  • Совершенный. Водоприемная часть совершенного типа полностью пересекает водоносный слой и устанавливается днищем на кровлю расположенного ниже водоупора. Приток воды происходит через боковые отверстия в стенках.
  • Совершенный с зумпфом. По строению он схож с предыдущим типом. Отличие заключается в том, что водоприемный участок заглубляется в водоупор с целью создания резервуара для запаса воды.

Для сооружения резервуара есть еще один способ: водоприемную часть устраивают в форме усеченного конуса, напоминающего шатер. Конусовидная подводная часть устраивается, если мощность водоноса больше 3 м, если меньше рациональней сделать зумпф.

В несовершенном колодце крепление шахты не достигает подстилающего пласта, в совершенном колодце крепление достигает водоупорного пласта и опирается на него (+)

Оптимальная для частников схема

Выбор конструкции подводной части шахтного колодца следует ориентировать на реальную потребность в запасе воды. Если не вычерпывать излишки, они будут застаиваться, что приведет к потере питьевых качеств и загниванию. Потому для водоснабжения частных хозяйств рекомендуют несовершенные колодцы без запасных резервуаров.

Народная многолетняя практика подсказывает: водоприемник несовершенного колодца не стоит заводить в водоносный слой более чем на 0,7 от мощности пласта. При превышении рекомендованного регламента уменьшается объем поступающей воды, что влечет необходимость в формировании боковых отверстий в стенках колодца.

Дно стандартного несовершенного источника оборудуют трехслойным донным фильтром. Сначала засыпают 10 см песка, затем 15 см гравия или щебня с песчаным заполнителем, после 15 см мелкой гальки, гравия или щебня размером покрупней, чем предыдущая засыпка.

Если водоприемная часть колодца заглублена в разжиженную породу – плывун, дно выработки оснащают дощатым настилом с просверленными для поступления воды отверстиями и щелями.

Выбирая устройство водоприемной части, необходимо учесть, что запас воды в колодце и суточная потребность в ней должны быть по возможности согласованы, иначе вода будет застаиваться и загнивать

Самостоятельные гидрогеологические изыскания

Приблизительную глубину шахты можно выяснить заранее. Для этого нужно обойти соседние участки и узнать, на каком уровне в расположенных неподалеку колодцах стоит вода. Следует поинтересоваться, для технических или питьевых целей был выкопан колодец, стабильно ли в нем зеркало грунтовой воды.

Заодно стоит поспрашивать, сложно ли было разрабатывать шахту, не встречались ли в ходе копки крупные валуны.

Метод опросов приемлем, если усадьба расположена на равнинной местности с незначительной холмистостью. Там слои горных пород залегают почти горизонтально, приблизительно повторяют форму естественного рельефа.

Зеркало грунтовых вод располагается примерно на одном уровне, т.к. в водопроницаемых породах действует принцип сообщающихся сосудов. Разницу в длине шахты могут дать лишь различия высотных отметок устья колодцев.

Глубину залегания подземной воды в выработке, запланированной к строительству в равнинном районе, тоже можно заранее определить, пользуясь соседским колодцем как ориентиром. Для этого потребуется барометр-анероид.

На шкалу указанного прибора нанесены деления через 0,1 мм. Расстояние между делениями соответствует 1 метру разницы в высотных отметках.

К примеру, замеры возле действующего колодца показали отметку 634,7, а на месте будущей выработки стрелка барометра остановилась на 633,8. Значит, подземные воды появятся на глубине 9 м.

Глубину залегания подземных вод можно определить с помощью барометра-анероида, сравнив показания над соседским колодцем и запланированным местом рыться собственного

Метод опросов не действует в регионах с высоким залеганием скальных и полускальных пород. Особенно, если добывать предстоит трещинную воду, которая распространяется спорадически, иногда перетекает в смежные пласты.

Не слишком помогут опросы в областях с ярко выраженной холмистостью, где невозможно без изысканий точно представить геологический разрез. Хозяевам участков в подобных районах желательно обратиться в местный центр проектирования сетей водоснабжения с водоотведением или в гидрогеологическую организацию.

Дополнительная информация о поисках водоносного слоя представлена в .

Где устроить объект водоснабжения

Выбрать место для индивидуального источника водоснабжения не слишком просто, особенно, если небольшой участок уже занят внушительной жилой и хозяйственной застройкой.

При всем желании сэкономить метры, при планировании места под своими руками рекомендуется придерживаться следующих правил:

  1. Питьевой колодец нельзя располагать возле навозных куч, уборных, бань, помойных ям, скотных дворов и подобных объектов. Между колодцем и источником вероятного загрязнения должно быть не менее 20-25 м.
  2. Не нужно устраивать колодец на склонах речных берегов или оврагов. Из-за направленного к понижению тока подземной воды дебит будет ощутимо уменьшен.
  3. Минимальное расстояние между колодцем и фундаментом дома или хозблока должно быть не менее 5 м. В колодец как в сформированный в земле резервуар будут направлены токи воды, по частицам вымывающие грунт из-под фундаментов. Расположенный рядом угол постройки непременно просядет.

Нежелательным соседством считаются водоемы со стоячей водой. Через водопроницаемые породы вода из них будет непременно инфильтрировать, что крайне опасно для питьевой категории.

По санитарным нормам расстояние от колодца до указанных объектов должно быть не менее 20 м, в идеале 50 м (+)

Запрещено располагать колодец вблизи источников биологического и химического загрязнения, а также на склонах, у оврагов и на берегу рек.

Технологии строительства шахтных колодцев

Суть сооружения колодца заключается в формировании стенок, укрепляющих шахту.

В зависимости от материала, выбранного для устройства колодезного крепа, работы производятся согласно одной из трех проверенных схем:

  • Строительство стенок со дна заранее вырытой шахты. Технология применяется чаще всего при сооружении кирпичных и каменных колодцев с опирающимся на водоупор фундаментом. Из-за опасности обвалов стенки шахты оборудуют временным крепежом.
  • Наращивание стенок сверху строящегося ствола с одновременным опусканием. Самый распространенный и безопасный способ, предполагающий параллельное выполнение строительства и проходки. Используется в сооружении колодцев со стенками из бетонных колец и колодезных срубов.
  • Наращивание стенок снизу с одновременной проходкой. Метод применяется в устройстве деревянного крепежа в случаях, когда коробку заклинивает. Тогда размер просвета уменьшают и присоединяют элементы к условному дну ствола.

Альтернативой нижнему наращиванию может послужить в стволе колодца. Призвать в помощь бурильщиков также стоит, если при рытье уперлись в крупный валун, который сложно разбить ручным долотом.

Если глубина колодца не более 6 м и стенки шахты не требуют усиленного крепления, его лучше строить со дна выработок (+)

В устройстве шахтного колодца должно быть задействовано трое и более человек. Один работает на «забое», двое страхуют на земле.

Кирпичная кладка криволинейного очертания колодцев относится к особо высокой степени сложности кладки, требующей от исполнителя опыта и серьезных навыков

Вариант #1 – сооружение колодца с фундаментом

Строительство начинается с сооружения бетонного основания. Для этого от места работ предварительно отводят воду. Грунт трамбуют и выравнивают, поверх устраивают щебенистую подушку.

Опалубка для колодезного фундамента собирается на дневной поверхности, затем втрамбовывается и устанавливается на подготовленное дно. Внутри опалубки рекомендовано постелить полиэтилен, который будет выполнять функцию гидроизоляции основания.

Для заливки допускается использовать раствор из цемента со щебнем без песчаного заполнителя. Бетонирование производится в один прием без перерывов.

Пояснения к схеме: 1 – бетонная подушка, 2 – цементный раствор, 3,4 – 1-й и 2-й ряд в 1,5 кирпича, 5 – 3-й ряд и т.д., 6 – арматурный каркас, 7 – фильтрующая засыпка

После затвердевания бетона выполняют разметку:

  • Округлый колодец размечают путем вычерчивания внутренней окружности и простановки центра.
  • Прямоугольный колодец вычерчивают посредством обозначения внутренних и наружных граней стен. Отмечаются продольная и перпендикулярная оси.

Арматура применяется горизонтальная и вертикальная. Горизонтальные хомуты располагают в аналогичных швах кладки снаружи ствола. Вертикальные прутки устанавливаются через восьмикратную толщину стенки. Таким должно быть расстояние между всеми элементами армирования.

Толщина кладочного раствора для крепления арматуры должна учитывать полное покрытие вертикальных стержней с запасом в 2 см. Запас в горизонтальных швах составляет 0,4 см.

Кладку стенок колодца с округлыми очертаниями выполняют тычковыми рядами. В зависимости от глубины выработки кладут в два, полтора либо в один кирпич. Строят ярусами около 1,2 м. Перевязку осуществляют путем смещения нового ряда по отношению к уложенному ряду на четверть кирпича.

Кладку стенок колодцев при круглом их очертании выполняют в 1 — 1,5 или в 2 кирпича, в зависимости от глубины колодца, кирпич кладут тычковыми рядами (+)

Строительство со дна выполняют два человека. Мастер кладет кирпичи, подмастерье готовит и подает материалы. Контроль вертикальности и горизонтальности рядов проводят регулярно уровнем и отвесом. Работают с подвесных лесов. Если колодец строится в три кирпича, допускается проводить кладку со стенок.

Вариант #2 – как сделать колодец из бетонных колец

Самый выгодный, оперативный и простой в исполнении вариант – применение заводского изготовления, оснащенных ступенчатым или скошенным фальцем на торцевых стыках.

Однако  можно собственноручно. Для этого нужно соорудить опалубку – два съемных или разборных кольца. Делают их из листового металла или соединенных металлической полосой досок. Иногда опалубке придают слегка коническую форму, чтобы удобнее было сверху вниз наращивать самодельные кольца.

Самый простой в реализации и экономный вариант строительства колодца – сооружение его из бетонных колец или путем монолитного бетонирования

Последовательное производство колец таким методом производится непосредственно на объекте. По периметру опалубки размещается арматура: как минимум 5 вертикальных прутков. Расстояние между ними 25 см. Горизонтальную арматуру располагают через 20 см, крепят ее к вертикальным деталям вязальной проволокой.

Для замеса раствора используется цемент маркой не ниже М400, промытый песок, щебень или гравий. На застывание раствора отпускается 2-3 дня, после чего кольцо погружают в почву методом подкопа под нижней гранью. Затем изготавливают следующий элемент и устанавливают на предыдущий.

В результате получается ствол со своеобразными ступеньками, позволяющими мастеру перемещаться вверх/вниз внутри строящегося колодца.

Размеры кольца обычно принимают следующими: внутренний диаметр — 0,8—1,2 м, толщина стенки бетонного колодца — 10—12 см, железобетонного — 6—8 см, высота кольца — 0,7—1,2 м (+)

Устройство ствола из заводских ж/б колец поэтапно:

  • Выполняют разметку ствола, согласно которой грунт выбирается на высоту кольца.
  • В шахту устанавливают первое ж/б кольцо с режущей нижней кромкой.
  • По верхнему стыку вдоль фальца укладывают пропитанный битумом или просмоленный шнур Ø1 см.
  • Поверх первого кольца устанавливается второе, стык элементов обрабатывается бетонным раствором.
  • Под нижним кольцом с двух противоположных сторон подкапывают грунт саперной лопатой или обычной совковой сестрой с укороченным черенком. Но сначала выбирают и подают наверх грунт из середины выработки.
  • В углубления устанавливают чурки или подобные приспособления равной высоты.
  • Подкапывают под кольцом со сторон, перпендикулярных предыдущим. В углубление помещают чурки.
  • По аналогии проводят подкопы под оставшейся частью кольца и выбирают грунт внутри выработки.
  • Из-под полностью подкопанного кольца выбивают чурки. Под собственным весом кольцо оседает.

Согласно описанной схеме действуют до полного погружения второго кольца, поверх которого водружается третье. Приведенному алгоритму следуют до тех пор, пока не появится подземная вода, и проходка не внедрится в водоносный пласт на достаточную глубину.

Галерея изображений

Фото из

Этап 1: Рытье колодца начинается с удаления почвы и верхних слоев грунта

Этап 2: Во время рытья необходимо регулярно контролировать размеры колодезной шахты в плане, используя подходящие по размеру жерди

Этап 3: Если во время разработки шахты попадется валун, его надо обкопать вокруг, освободить от грунта и вытащить, перевязав канатами

Этап 4: Для того чтобы было проще и гораздо легче доставать отваленный грунт со дна, используют лебедку

Этап 5: Для крепления блока, через который перекидывается трос лебедки, надо установить треногу

Этап 6: Тренога и лебедка с прочным стальным тросом пригодятся для погружения бетонных колец в выработку

Этап 7: Бетонные кольца устанавливают последовательно, один за другим, старательно состыковывая и соединяя кромки

Этап 8: По завершении работ, после устройства донного фильтра, пробу колодезной воды следует сдать в СЭС для определения качества

Стартовый этап рытья шахты колодца

Контроль размеров ствола выработки

Как вытащить валун из колодезной шахты

Механизация ручного труда при копке колодца

Вспомогательная конструкция для сооружения колодца

Установка бетонных колец в шахту колодца

Сооружение из бетонных колец ствола колодца

Анализ качества воды из колодца

Грязную воду откачивают из шахты, используя . После этого обустраивают дно и сооружают оголовок с глиняным замком, отмосткой. Перед устройством замка верхние кольца оборачивают полиэтиленом, чтобы сезонные подвижки промерзающих пород не повредили ствол колодца.

Выполнив бетонирование последнего нижнего кольца, нужно откачать из колодца всю воду, затем уложить слои донного фильтра и обустроить оголовок

Бетонные кольца крепят между собой накладками из полосового металла. Накладки устанавливают на каждом стыке в 3 или 4 точках по окружности. Для крепления накладок в стенках колец должны быть пробурены отверстия. Самодельные кольца лучше скрепить замонолитченными в стенки стальными стержнями с петлями на краю.

Соединение колец производят стальными скобами, накладками из полосовой стали шириной 40—60 мм и толщиной —10 мм, стальными стержнями (+)

Чтобы защитить колодец от просачивания грунтовых вод и засорения, вовнутрь устанавливают .

Вариант #3 – устройство сруба деревянного колодца

Оптимальный материал для строительства сруба – дуб, подводная часть которого прослужит около века, а надводная не менее 25 лет. Пригодна древесина вяза, лиственницы, ольхи, для сооружения надводной части вполне подойдет сосна.

Строят их в основном погружным методом, заглубляя по мере наращивания сруба сверху. Распространенная технология в точности повторяет способ устройства колодца из бетонных колец. Наращивание снизу и строительство со дна сложнее и опаснее, потому применяются реже.

Сооружение деревянного колодца напоминает строительство избы в миниатюре. Желающим знать, как правильно сделать сруб для деревянного колодца, стоит ознакомиться с классическими способами формирования врубок.

Соединяют пластины или бревна в углах врубками «в лапу» с коренным шипом. Венцы прошивают нагелями. Для сохранения формы сруба в период погружения его временно обивают досками с внутренней стороны.

Рубят стены колодца из свежесрубленных бревен с влажностью 80-90%, т.к. такие брёвна легче обрабатываются и в собранном виде подвержены меньшей деформации

Со дна шахты деревянный колодец строят, если глубина выработки не планируется более 6 м и стенки вырытой шахты не угрожают обвалами. При необходимости исключить поступление верховодки, деревянный колодец снаружи обивают шпунтованной доской на уровне ее появления и установления.

Галерея изображений

Фото из

Завершающие этапы строительства колодца

Вариант обустройства оголовка колодца

Простейший способ подъема воды

Дощатый фильтр для песчаного дна колодца

Если строительных навыков нет, то лучше доверить работу профессионалам. Заранее необходимо оговорить с исполнительной бригадой возможные варианты подготовки выборки и .

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1: Правила устройства колодца из заводских бетонных колец

Видео #2: Практические советы желающим копать колодец

Видео #3: Процесс изготовления бетонного кольца в разборной опалубке

Мы привели лишь базовые способы строительства колодца. На деле вариантов сооружения больше, описанные схемы могут комбинироваться. Однако предложенной информации вполне достаточно для успешного устройства индивидуального источника водоснабжения.

Если у вас есть опыт строительства колодца, пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями. Оставляйте комментарии и добавляйте фотографии самодельных колодцев в форме ниже.

Устройство канализационного колодца — виды, схема, монтаж

Канализационные колодцы, обязательный атрибут наружной канализации, без них ее устройство невозможно. Они должны проходить по всей длине трубопровода, Их устройство и количество может незначительно различаться, в зависимости от типа и назначения сооружения, сложности и протяженности системы.

Сам процесс строительства такого устройства несложный, главное разобраться в различии типов сооружений, ведь самодельный септик или выгребная яма тоже являются колодцами, и соблюдать правила и требования. После этого, будет проще сделать эффективную и работающую без сбоев систему канализации для дома.

Предъявляемые требования

Требования, которые предъявляются к канализационным колодцам регламентированы в СНиП 2.04.03-85. В этом акте описаны все аспекты касающиеся этих сооружений: место размещения, классификация, размеры и характеристики. В документе сказано, что установка колодца производится если:

  • есть повороты или изгибы;
  • изменяется диаметр труб или уклон;
  • происходит ответвления трубопровода.

Габаритные размеры могут быть разными. в зависимости от диаметра трубопровода:

∅ трубы (мм) Габариты (мм)
до 150 700
до 600 1000
до 700 1250
от 1000 1500
от 1200 2000

Объем не указывается, однако зная глубину и диаметр вычислить его можно самостоятельно. Эксплуатационные характеристики колодцев из бетона отражены в ГОСТ 8020-90, а пластиковых (полимерных) в ГОСТ 32972-2014.

Видео: Канализация из бетонных колец самый простой и дешевый вариант

Так же, при установке шахты колодцев необходимо соблюдать санитарные нормы, к ним относится:

  • нельзя устанавливать вблизи источников питьевой воды и водопроводных систем;
  • установка производится на определенном расстоянии от жилых домов и соседних участков;
  • объемы должен соответствовать количеству пользователей.

Более подробно о санитарных нормах можно прочитать в этой статье: Правила установки септика.

Виды колодцев

Чтобы понять какие и сколько колодцев необходимо установить на участке следует разобраться в их типах. Канализационная система может включать в себя следующие виды:

  1. смотровой;
  2. перепадный;
  3. поворотный;
  4. фильтрационный;
  5. накопительный.

Каждый из них определяет за свою, определенную функцию, иногда они могут совмещаться в одном сооружении. Ниже подробнее рассмотрим каждый из них.

Смотровой

Смотровой канализационный колодец устанавливается на любой системе, независимо от степени ее сложности. Помогает контролировать работоспособность канализационного трубопровода и используется при обслуживании – прочистка, промывка и прочее. В зависимости от расположения разделяются на:

  • линейные – при большой протяженности магистрали располагаются на прямых участках, через определенное расстояние;
  • поворотные – устанавливаются в местах изменения направления трубопровода;
  • узловые – монтируются в месте соединения нескольких труб в одну;
  • контрольные – используются в местах соединения локальной канализации с централизованной.

Перепадный

Служит для изменения глубины закладки труб или скорости потока. Так же, могут применяться для обхода какого либо препятствия. Конструкция состоит из резервуара с расположенными на разной высоте подводящими и отводящими трубами, и дополнительными устройствами, например, ступени для гашения скорости. Так же как и предыдущий вид могут несколько различаться друг от друга:

  1. классическая конструкция – стоки поступают через верхнюю, а отводятся через нижнюю трубу;
  2. с отбойно — сливными стенками – для изменения скорости потока;
  3. каналы с уклоном – для увеличения скорости;
  4. конструкции с многоступенчатыми перепадами.

Фильтрационный

Эти модели используются в качестве устройства для почвенной доочистке стоков поступающих из септика. Конструктивной особенностью этого колодца является отсутствие дна и отверстия в стенках. Вместо этого, на дне и снаружи колодца устраивается дренажный слой из щебня или гравия.

Накопительный

Место для сбора и хранения стоков, проще говоря обычная выгребная яма. При его обустройстве важно, чтобы емкость была герметичной и регулярная очистка.

Материал изготовления

Шахта канализационного колодца может быть сделана из различных материалов. Самые распространенные:

  • кирпич;
  • бетон;
  • пластик.
Кирпичная кладка Высокая прочность, при умении обращаться с мастерком монтаж не потребует много времени. Отверстия в стенах делаются на этапе строительства.
Бетон Монтаж — с использованием опалубки или установка готовых колец. Отверстия для труб в заливных конструкциях выполняются при заливке, в кольцах — перфоратором или другим инструментом.
Пластик Делаются из еврокубов или бочек. Есть и заводские емкости, включающие в себя лотки с разводками различных типов. Может потребоваться якорение к бетонному основанию.

Для кирпичных и бетонных колодцев необходима гидроизоляция стен, снаружи и внутри, и дна.

Монтаж бетонного колодца

Канализационные колодец из бетона и кирпича практически не отличаются этапами и ходом работ по монтажу. Установка в любом случае происходит следующим образом:

  • Роется котлован, необходимого размера.
  • Устраивается основание – заливка фундамента или готовая плита.
  • Устройство стенок – заливка или установка колец.
  • Гидроизоляция стен и швов.
  • Засыпка и трамбовка.
  • Устройство крышки.

Для того, чтобы опускать готовые кольца в котлован, потребуется привлечение спецтехники.

Монтаж пластикового колодца

Готовые емкости из пластика или других полимерных материалов дает возможность все работы выполнить без привлечения грузоподъемной техники и экономит время. Главное, правильно выбрать место расположения конструкции и его размер. Монтаж выполняется в несколько этапов:

  • Рытье и подготовка котлована.
  • Фундамент – подушка из песка и щебня или заливное основание.
  • Установка резервуара, при необходимости крепление к фундаменту.
  • Включение в систему.

Во избежание заливки колодца любого типа, рекомендуется делать вокруг него отмостку из бетона по всему периметру горловины шириной 1,5 м.

Видео: Монтаж канализационного колодца из бетонных колец

Колодец своими руками — как выкопать (+фото, схемы)

Качественная вода — это залог здоровья и вряд ли такое можно сказать об общей системе водоснабжения. Именно поэтому у многих появляется желание иметь на своем дачном участке колодец. На первый взгляд может показаться, что эту работу можно доверить только профессиональным мастерам, однако, выкопать колодец под силу каждому. Для этого нужны смекалка, некоторые знания и желание потрудиться.

Трубчатый колодец

Прежде вам необходимо определиться каким именно будет ваш колодец – трубчатым или шахтным? Если говорить о трубчатом колодце, то выкопать его обычной лопатой будет сложно, потому что он имеет диаметр небольших размеров. Подача воды осуществляется благодаря установленному в нем насосу.

Этот тип устанавливается в тех местах, где водоносный горизонт очень близок к поверхности земли. Для того чтобы пробурить трубчатый вид колодца, нужен специальный агрегат и инструмент. Если такого нет, то лучшим решением будет выкапывание колодца шахтного типа. Однако прежде чем приступить к выполнению основных работ, вам следует хорошенько изучить технику безопасности, которая содействует успешному проведению всех работ.

Знакомимся с техникой безопасности

Техника безопасности

При рытье следует помнить не так уж много правил, но знание их поможет вам защитить свое здоровье, а порой и жизнь.

Перед тем как приступить к работе, следует осуществить проверку канатов и веревок, которые вы планируете использовать для подъема ведер, наполненных подземной почвой и колец. Используемые веревки и канат должны крепко привязываться к ведру потому, что его падение может изувечить землекопа, находящегося внутри колодца. Если вы собираетесь вырыть шахту, глубина которой превышает 6 м, обязательно привяжите к ведру запасной канат.

Важно знать, что на глубине скапливается вредный для человеческого организма газ. Для определения возможной опасности вам нужно зажечь в шахте свечу, если она тут же погаснет, то наличие газа в большом количестве неоспоримо.

Проблема устраняется при помощи проветривания. Как? Можно привязать к канату плотное одеяло, несколько раз опустить его в колодезную шахту и вытащить наверх. Если проблема не устранилась, то вы можете применить вентиляторы. Такие простые меры предосторожности помогут вам провести рытье шахты и установку колодезных колец без травм и увечий.

Начинаем углубляться

Рытье колодца

К рытью колодца важно приступать в подходящее время, в тот период, когда водоносный горизонт имеет наиболее низкий уровень в течение года, а именно с июня до сентября. Однако, если весна пришла с опозданием, то начинать строительство колодца следует не раньше чем через месяц после весеннего паводка. Это, среди прочего, поможет землекопу не перепутать верховодку с грунтовыми водами, что часто приводит к быстрому истощению колодца. Для того чтобы осуществлять опускание и подъем колец, необходимо заранее подготовить лебедку или подъемный кран. Если у вас нет опыта работы с такими сооружениями, то лучше позовите себе в помощь опытного соседа или коллегу. Ведь ошибка в этом деле потребует у вас дополнительных усилий, затрат и времени.

Теперь все готово для бурения колодца. Вначале вам будет нужно подготовить углубление около 30 см, что поможет убедиться в верности параметров будущего котлована, в который будут опускаться бетонные кольца.

Если работа выполнена качественно, необходимо установить первое кольцо и уже в нем продолжать выкапывать слои почвы. Для убыстрения процесса нужно, чтобы в работе участвовало три человека, первый из которых нагружает внутри колодца ведра, другой вытаскивает их, а третий отдыхает. Периодическая смена работников поможет им восстанавливать физические силы.

Постепенно кольцо под тяжестью веса погрузится в котлован, а сверху уже будет устанавливаться следующее и так далее.

Кольца нужно опускать до тех пор, пока не будет найден водоносный слой.

По завершении выкапывания колодца, его дно нужно устлать камнями и засыпать гравием на 30 см, что служит очищению воды от почвы. В полости между грунтом и кольцами насыпают глину для создания своеобразного замка, защищающего колодец от просачивания верховодки.

Видео: копаем колодец из бетонных колец

Трудности, возникающие в процессе рытья

Трудности процесса

Бывает так, что кольца перестают опускаться под собственным весом. Почему так происходит? Чаще всего причиной является отклонение колец от вертикали. Проблема решается при помощи выравнивания. Сверху колец нужно уложить металлический или деревянный щит, а на его уложить мешки, которые набиты песком. В таком порядке колодец должен постоять некоторое время. Под собственной и дополнительной тяжестью кольца выровняются, после чего работы можно продолжить.

Чистка питьевых колодцев

Иногда случается, что до нахождения водоносной жилы в колодец начинает просачиваться вода. Как быть? Нужно выкачивать жидкость из колодца, временно установив в него насос. По завершению работ на участке необходимо обязательно сделать чистку, чтобы обеспечить подачу чистой воды на длительное время.

Чистая и вкусная вода

Фото

Копаем яму

Бурение

Установка колец

Чтобы колодец не промерзал, можно соорудить колодезный домик

Создание домика для колодца

Монтаж коммуникаций от колодца к дому

Смещение не закрепленных колец из-за подвижек грунта

Красиво оформленный колодец

Схема

Оголовки шахтных колодцев

Схема устройства и основные элементы абиссинского колодца

Схема ворота и фильтра

Чертеж подъемника воды из колодца

Донный фильтр для колодца

 

Водоснабжение из колодца. Схема водоснабжения из колодца


Колодец на участке вполне может стать источником воды для автономной системы водоснабжения. Современные электрические насосы обеспечивают доставку прямо в дом. Как организовать шахтный колодец, сочетая вековые традиции с достижениями современной техники?

На фото:

Прообразом современных шахтных колодцев служат обычные деревенские колодцы с механическим колесом.

Устройство колодца

Глубокая шахта с укрепленными стенками. Шахта может быть квадратной либо круглой в плане, укрепление предотвращает осыпание грунта с ее стенок. Обычно глубина шахты колодца — от 4 до 15 м.

Оголовок — верхняя (надземная) часть этой конструкции, должна возвышаться над поверхностью земли на 60–100 см. Оголовок не просто выполняет роль ограждения, но и предохраняет колодец от загрязненных стоков с поверхности.

Скважина в колодце. Если воды в колодце стало не хватать, появился песок и даже регулярные чистки не помогают, выходом может стать устройство небольшой скважины непосредственно на дне колодца. Для этого понадобится труба ПНД, полиэтиленовая сетка для фильтрации, погружной насос, уголки-крепления, чтобы удерживать трубу от сползания. Для скважины глубиной до 5 м можно обойтись садовым буром. Для более глубоких скважин придется вызывать специалистов с соответствующим оборудованием.


Крыша — нужна для защиты источника от попадания в него осадков: в них содержится множество примесей, в том числе вредных для здоровья. Крышу лучше делать покатой формы, чтобы на ней не скапливался снег.

Дно колодца — выкладывают слоем мелкого щебня или гравия. Этот настил играет роль естественного фильтра. Он прекрасно пропускает воду, но задерживает частицы песка и донных отложений.

 


Читайте также:


Из чего делать стены шахты?

Деревянный сруб: просто, но недолговечно. Соорудить деревянную обшивку шахты можно быстро и без особых затрат. Но древесина, как никакой другой материал, подвержена гниению, а это отрицательно сказывается на качестве воды. Пропитки для защиты деревянных домов в колодезных срубах использовать нельзя: эти химические составы могут отравлять воду. Как правило, домовладельцы не обновляют обшивку полностью, а просто по мере необходимости ремонтируют конструкцию, заменяя сгнившие фрагменты (венцы).

Каменная кладка более долговечна, но трудоемка. И стоит, соответственно, дороже сруба. Толщина кладки, в зависимости от глубины колодца и массы конструкции в целом, должна составлять 100–150 мм. Обычно используют бутовый камень, кирпич или специальную керамику. Камни скрепляют при помощи цементного раствора.

Бетонные кольца — самый удобный способ. Это наиболее распространенная конструкция: она практически вечная и не имеет конкурентов с точки зрения гигиеничности. Монтаж колец не требует особой квалификации, но без подъемного крана здесь не обойтись. На колодец обычно нужно 6-8 колец. Щели между ними заполняют цементно-песчаной смесью. Что касается экономической стороны вопроса, то бетонные кольца обойдутся в несколько раз дороже деревянного сруба, но на 20–30% дешевле каменной кладки.

На фото:

Один из вариантов укрепления стен шахты — использовать бетонные кольца.

Водоснабжение из колодца: плюсы и минусы

  • Простота и сравнительная дешевизна создания. Цены на колодцы и скважины отличаются в разы. Неглубокая скважина «на песок» обойдется дешевле, а артезианская — намного дороже.
  • Колодец, в отличие от скважины, не нуждается в специальном водоподъемном устройстве — можно использовать насосное оборудование любого типа.
  • Колодец не оставит дом без воды в случае отключения электроэнергии: на выручку придут старые добрые ведра. Отметим, что для скважины не предусмотрен никакой другой способ подъема воды на поверхность, кроме как при помощи насоса.
  • Колодец несложно чистить и ремонтировать, он неприхотлив в эксплуатации.
  • Колодцы и скважины имеют разные сроки службы. Колодец прослужит до 50 лет. Артезианская скважина тоже может служить до полувека, но на ее обустройство требуются затраты иного порядка и получение разрешений. Обычная скважина «на песок» работает 5-7 лет.
  • Колодец можно устроить не на каждом участке. Это зависит от запаса верхних грунтовых водоносных слоев.
  • Верхние водоносные слои могут быть загрязнены. В этом случае придется использовать сложные системы водоочистки и водоподготовки, а это многократно повышает себестоимость каждого литра.
  • Производительность колодцев не велика. Его может хватить на водоснабжение только небольшого дома.

На фото:

Схема шахтного колодца 1 — зумпф, 2 — водоприемная часть, 3 — грунт, 4 — венцы, 5 — ствол , 6 — оголовок, 7 — водонепроницаемая крышка.

Основные компоненты системы водоснабжения

  • Источник воды (колодец или скважина).
  • Труба, по которой вода поступает из колодца к насосу, с сетчатым фильтром и обратным клапаном.
  • Насос.
  • Фильтры грубой и тонкой очистки (первый устанавливается до насосной станции, второй — после).
  • Гидроаккумулятор.
  • Распределительный коллектор и водогрейное оборудование.
  • Водопроводные трубы

 

Устройство и схема септика из бетонных колец

Устройство двух- и трехкамерного септика из ЖБИ колец

Рассмотрим подробнее внутреннее устройство переливной канализации из железобетонных колец.

Приемный колодец

Основной и самый крупный элемент переливной канализации — приемный колодец. Он состоит из двух, трех или четырех бетонных колец (либо из одного стенового и одного доборного колец). В нижней части колодец имеет дно из железобетона, которое не позволяет стокам проникать в грунт — данная камера предназначена исключительно для накопления ила (по мере заполнения камеры ил откачивается, и работа канализации продолжается).

Все части приемного колодца герметично соединяются. Со стороны дома подводится сливная труба, через которую осуществляется герметичное подключение к колодцу. С другой стороны монтируется перелив.

Соединительная труба (перелив)

От первого колодца в переливной системе отводится труба. Она располагается в верхней части, и предназначена для вывода отстоянной жидкости в следующую камеру. Это так называемый перелив — соединительный элемент между колодцами.

Второй колодец (отстойный)

Трехкамерная схема предусматривает наличие второго колодца, который выполняет функцию отстойника. Сюда поступают частично очищенные стоки из приемного колодца. Вторая камера может быть сопоставима по размерам с первой, но бывает меньше. Для повышения эффективности очистки в данной камере могут использоваться анаэробные бактерии (либо аэробные — при наличии компрессора, нагнетающего воздух). Бактерии довершают очистку, расщепляя биологические вещества, находящиеся в воде.

Второй перелив

В трехкамерной канализации из бетонных колец используется еще один перелив — он полностью идентичен первому. Труба располагается в верхней части колодца и герметично соединяется с ЖБИ кольцами.

Дренажный колодец

Любая схема септика из бетонных колец предполагает наличие дренажного колодца (он может быть вторым и/или третьим). Его отличительная особенность — отсутствие железобетонного дна. Вместо железобетона внизу располагается высокий слой гравия (или щебня). Это позволяет очищенной воде проникать в грунт, освобождая место для следующего объема стоков. Тем самым обеспечивается автономная работа канализации.

В некоторых случаях вместо третьего колодца используются дренажные поля.

Упрощенный вариант канализации с одним колодцем

Схема простейшего септика включает в свой состав всего один колодец. Он может иметь любую ширину и глубину, и предусматривает только подведение слива. Перелива в конструкции нет.

Это наиболее экономичная монтажная схема, которая подходит для дач и других объектов с сезонным, непостоянным использованием. Подобная канализация не рассчитана на большой объем стоков. Кроме того, она чаще нуждается в ассенизации (опустошении). Степень очистки стоков в ней — минимальная.

инструкция по строительству на даче

Колодец на даче — один из лучших вариантов решения проблемы водоснабжения при отсутствии на участке доступа к централизованной магистрали или низком качестве воды. На бурение скважины часто требуется разрешение, работу выполнить самому нельзя, стоимость услуг профессионалов высока. Выкопать яму для шахтного колодца, заполняемого грунтовыми водами, проще и дешевле.

Деревянный колодец шахтного типа на дачном участке.

Кратко о залегании грунтовой воды

Что нужно знать перед началом строительства питьевого колодца:

  1. Водоупорный горизонт — слой пород, полностью или почти непроницаемых для воды.
  2. Водоносный горизонт — слой пород, сквозь которые легко просачиваются подземные (грунтовые) воды.
  3. Грунтовые воды — находятся в первом постоянно существующем безнапорном водоносном горизонте, расположенном над первым водоупорным слоем. Их уровень изменяется незначительно, поступление стабильно. Глубина залегания грунтовых вод от 1 м (в болотистой местности) до 25-30 м.
  4. Верховодка — подземные воды, которые накапливаются над временным подпором (талые и т. п.). Они располагаются выше грунтовых вод (на глубине от 0,5 до 3 м), сильно загрязнены стоками, то появляются, то исчезают.

Чтобы при рытье колодца не столкнуться с верховодкой, земляные работы выполняют зимой или летом.

Типовая схема колодца шахтного типа

Водозаборные сооружения шахтного типа можно сделать из многих материалов, но устроены они одинаково.

Основные конструктивные составляющие

Шахтный колодец состоит из трех частей:

Схема устройства шатхного колодца.

  1. Оголовок — надземная часть, предназначена для подъема воды и наблюдения за состоянием сооружения, защищает колодец от засорения. Минимальная глубина от уровня земли — 80 см. Обязательно наличие крышки или железобетонного перекрытия с люком. Над оголовком устанавливают навес (домик), рядом монтируют ограждение.
  2. Ствол (шахта) — находится под землей, имеет круглую или квадратную форму, предназначена для размещения подъемных механизмов, прохода водозаборных приспособлений (ведра, бадьи) или установки насоса.
  3. Водоприемная часть — предназначена для сбора и накопления воды. Для усиления притока внизу делают отверстия или монтируют конструкцию в виде шатра.

Можно оборудовать колодец воротом с ручкой (или двумя), колесом или «журавлем».

Классификация по водоприемной части

По расположению водоприемника относительно водоносного пласта различают 3 вида шахтных колодцев:

Типы шахтных колодцев.

  1. Несовершенные — дно находится выше водоупорного горизонта, вода поступает снизу. Сооружения этого типа устраивают, если толщина водоносного горизонта более 3 м.
  2. Совершенные — дно лежит на водоупорном горизонте, вода поступает через стенки. Колодцы этого типа строят, если толщина водоносного горизонта до 3 м.
  3. Совершенные с зумпфом (подствольником) — шахту завершает дополнительный резервуар. Дно находится в водоупорном горизонте, вода поступает через стенки. Сооружения этого типа устраивают только при необходимости создания запаса и повышения эффективности использования водоносного пласта.

Для создания запаса воды нижнюю часть водоприемника можно сделать с расширением в виде шатра.

Если дно не из плотной глины, то отсыпают донный фильтр из песка, гравия, гальки. Материалы кладут последовательно, начиная со слоя песка толщиной 10-15 см. Если дно рыхлое глинистое, то начинают, наоборот, с самых крупных камней. Общая толщина — от 40 до 60 см.

Оптимальная для частников схема

Количество воды в водозаборном сооружении на дачном участке должно примерно соответствовать потребности жильцов. 1 семью полностью обеспечивает несовершенный колодец глубиной, составляющей до 70% толщины водоносного пласта. В сооружениях совершенного типа вода при небольшом разборе застаивается.

Самостоятельные гидрогеологические изыскания

Чтобы узнать уровень залегания грунтовых вод на участке, самый надежный, но трудоемкий и дорогостоящий способ — пробное бурение. В частном строительстве его применяют редко, т.к. стоимость услуг профессионалов, использующих специальные приборы, высока.

Если на соседних участках есть колодцы, можно спросить, какой они глубины, пригодна ли для питья вода в них, не пересыхают ли летом. Можно узнать состав грунта и оценить реальность выполнения земляных работ своими силами (в крепких и средних грунтах выкопать шахту трудно или невозможно). Иногда после опроса выясняется, что для обеспечения автономного водоснабжения необходимо бурить скважину до артезианских вод.

Если получить информацию об уровне и качестве грунтовых вод от соседей не удалось, то приходится выполнять самостоятельные изыскания. Можно попробовать народные методы (рамка из ивовой ветки, определение по растительности на участке и др.).

Где устроить объект водоснабжения

Схема правильного расположения шахтного колодца на дачном участке.

Выбор оптимального места для шахтного колодца осуществляют так, чтобы предупредить попадание в водоприемник загрязнений. Подходит ровная поверхность, находящаяся на возвышении, непригодны берега рек, склоны холмов, участки с резкими перепадами рельефа.

Водозаборные сооружения располагают по потоку грунтовых вод минимум на 50 м выше выгребных ям, туалетов, бань, дренажных приспособлений, складов химикатов, промышленных предприятий и канализационных сетей. Не подходят участки, подверженные затоплению или оползням, расположенные в заболоченной местности или на расстоянии менее 30 м от транспортных магистралей.

Технологии строительства шахтных колодцев

Монтаж колодца своими руками начинают с рытья ямы. Подходящий инструмент для копки в ограниченном пространстве — лопата с короткой рукояткой. Обязательно использование каски, наличие прочной страховочной веревки (на глубине более 6 м нужны две), проветривание. Вынутый грунт складывают на расстоянии больше 10 м, иначе создается давление на почву, способное вызвать обрушение стен шахты. Емкость, в которой поднимают землю из ямы, должна выдерживать трехкратный вес, крюк для ее захвата — не менее 500 кг. Трос просмаливают, т.к. он может сгнить.

Способы производства работ и монтаж шахтного колодца.

В зависимости от типа грунта применяют один из следующих способов:

  1. Роют сразу на всю глубину, если грунт прочный и стены шахты не осыпаются, поэтому. Ширину ямы делают на 20-30 см больше размера ствола (после завершения монтажа зазор заполняют песком). Когда в яме появляется вода, ее откачивают насосом и продолжают рыть до первого водоносного горизонта. Если вода начинает быстро поступать в шахту, ее тоже откачивают, чтобы выровнять дно и сделать донный фильтр при необходимости. После завершения земляных работ ствол, начиная снизу, облицовывают. Секции опускают в яму краном и скрепляют между собой.
  2. Применяют технологию опускного колодца, если грунт подвижный. Сначала на поверхности изготавливают секции ствола (можно использовать готовые бетонные кольца). Затем снимают почву на глубину до 2 м. Первую секцию устанавливают в яму и продолжают рыть уже внутри. В процессе работы элемент шахты постепенно опускается. После его погружения в землю сверху ставят следующую секцию, так копают до воды.

Требования к обустройству колодцев шахтного типа:

  1. Стенки шахты должны быть сделаны из плотных, надежно защищающих от проникновения стоков материалов — железобетонных колец, камня, кирпича, дерева.
  2. Использовать для гидроизоляции материалы на основе битума запрещено.
  3. В стенки заделывают чугунные скобы для спуска в шахту для ремонта или чистки. Ступени устанавливают в шахматном порядке на расстоянии не более 30 см друг от друга.
  4. Чтобы вода в колодце сохраняла свежесть, проделывают вентиляционное отверстие и ставят в него трубу. Она должна возвышаться над поверхностью земли минимум на 2 м. Сверху отверстие трубы защищают колпаком с сеткой.

Шахта колодца с бетонными кольцами.

После завершения работ в течение 2-3 недель воду несколько раз откачивают.

Бетонирование стен с применением опалубки

Самый дешевый способ — забетонировать стенки шахты прямо в яме. Достоинство этого метода заключается в отсутствии швов. Опалубку можно изготовить самостоятельно: простой вариант — квадрат внутри квадрата, лучший материал — доски. Недостаток этого способа — длительность монтажа.

Как сделать колодец из бетонных колец

Сделать колодец из готовых бетонных колец проще и быстрее, чем из других материалов. При рытье шахт для сооружений из колец ЖБИ применяют обе технологии, описанные выше. Кольца берут с внутренним диаметром 100 см и высотой 89 см. Швы после установки промазывают цементной обмазочной гидроизоляцией.

Устройство сруба деревянного колодца

Схема устройства деревянного колодца.

Построить деревянный колодец может только профессионал. Сруб делают из бревен или брусьев: надводную часть из дешевых хвойных пород, водоприемную — из лиственницы, ольхи, вяза, дуба. Древесину заготавливают за полгода до строительства (дуб — моренный в течение 2 лет), ее используют очищенную от коры, прямую, без трещин и червоточин, не пораженную грибком.

Для монтажа шахты из дерева подходит только технология опускного колодца. В вырытой яме глубиной не более 2 м собирают сруб высотой в 3 венца над поверхностью. Подземная часть не должна иметь выступающих деталей, поэтому соединение бревен делают в лапу, в чашу, в полдерева или без остатка. По мере опускания венцы наращивают, скрепляя их нагелями и скобами. Оголовок можно монтировать с выступами.

Защита конструкции от поверхностных вод и морозов

Для защиты от проникновения поверхностных вод вокруг оголовка делают глиняный замок глубиной 1,5-2 м и шириной 0,5-1 м. Глину берут промятую и уплотненную или жирный суглинок. Поверх замка монтируют отмостку радиусом от 1 до 2 м, с уклоном 0,1 м от колодца в сторону и вниз. Материалы для отмостки — камень, кирпич, бетон, асфальт.

Вне зависимости от того, будет ли колодец использоваться зимой, необходимо его утепление. Теплоизоляционным материалом защищают оголовок. Для этой цели подходят пенополистирол, пенополиуретан. Хороший вариант — бревенчатый сруб с крышей. Если зимой вода не нужна, то можно установить внутри шахты ниже уровня промерзания почвы утепляющую крышку. Ее делают из 2 листов фанеры, проложив между ними слой пенопласта. Нижний лист оборачивают полиэтиленом, чтобы предотвратить гниение.

Как сделать дренажный колодец, его схема

Эта статья поможет вам разобраться в том, как сделать дренажный колодец вручную и нужен ли дренажный колодец вообще.

Начнем с того, что дренажный колодец, это часть всей дренажной системы, без которой она не будет работать исправно. Ведь дренаж системы, а их большое множество, уберегают ваш участок от обилия дождевых, талых и грунтовых вод, которые могут нанести существенный вред. К примеру, обилие грунтовых вод разрушает фундамент здания, затапливает подвалы и погреба. Поэтому сама система и дренажный колодец, с правильной установкой, нужны на любом участке, даже по закону Российской Федерации.

Функции дренажного колодца

Давайте разберем, какие основные функции выполняет сам дренажный колодец и вся дренаж система:

  • Как правило, дренажный колодец выступает как место сбора и очистки стоков, которые потом можно или использовать в быту, или сливать в водоемы.
  • Дренажный колодец предотвращает затопление падвала, а растения и овощи на огороде не будут портиться, от переизбытка воды в грунте.
  • Дренажный колодец продлевается срок службы фундамента, защищая его от подмыва и разрушения.
  • Выравнивание водного баланса и спасение от засухи растений.

И от того, как правильно будет установлен дренажный колодец, схема его, в том числе, зависит качество защиты участка от переизбытка воды. И несмотря на то, что монтаж дренажной системы лучше доверять специалистам, с опытом и практикой, чтобы получить действительно хороший результат, без сюрпризов. Все же можно установить качественный дренажный колодец самостоятельно и поэтапные действия, мы сейчас с вами узнаем.

Дренажный колодец – схема

Какой бывает дренажный колодец

Для начала, нужно разобраться в видах колодцев, которых немного, но знать их нужно:

  • Ревизионный –  дренажный колодец.

Эта конструкция нужна для того, чтобы в случае поломки в системе, можно было опуститься в землю и исправить основной колодец.

  • Поглотильный –  дренажный колодец.

В нем же находиться фильтрационная система, которая устанавливается при отсутствии возможности просто сливать вводу в грунт или водоем. В таком случае, эта вода очищается до степени пригодности использования в быту. Как правило, его устанавливают в самой нижней части участков, в конце всей системы, как самый конечный пункт. Такой дренажный колодец не имеет герметичное дно, вместо него высыпают щебень.

  • Перепадный – дренажный колодец.

Эта конструкция, как правило, устанавливается в тех случаях, когда есть сложности в рельефе и грунт на вашем участке непослушный. Чаще всего, при наличии уклонов и т.п. У такой конструкции есть герметичное дно.

  • Накопительный – дренажный колодец.

Классический и самый распространенный вид дренажного колодца, который собирает в себе дождевую и талую воду. Изъятие накопленной жидкости происходит при помощи дренажного насоса или через фильтры, так как вода очищается и пригодна для полива растений.

  • Поворотный – дренажный колодец.

Это практически тот же ревизийный колодец, только больше предназначен для резких изгибов, которые встречаются в системе дренажа.

И если с моделью вы определились, то с материалом еще проще, так как лучше всего всегда выбирать бетон. Бетонный дренажный колодец будет более выносливый, герметичный и прослужит куда дольше пластикового, или полимерного. Да, монтаж его куда сложнее, но это стоит того, даже если потребуется найм спецтехники и помощников.

Как сделать дренажный колодец

Когда вы приобретете кольца под колодец с подходящим диаметром самой шахты и объемом хранилища, который определяется при помощи подсчетов. Учитывая расход каждого человека, что проживает, а это примерно 200 л. с каждого, плюс сколько у вас раковин в доме, ванна, туалет и стиральная машинка. Все это учитывается, умножается, берется запас, но, чтобы самим не ломать голову, можно при покупке бетонных колец поинтересоваться у консультанта, он должен вам помочь с выбором колец под нужный объем.

Прежде чем копать траншеи и котлован для самого колодца, найдите у себя на участке самую высокую точку, оттуда уже роются траншеи, уклон которых примерно должен быть от 2 до 5 см, а глубина вырытой траншеи должна составлять 2 м. Где возникает угол, вам нужно будет ставить поворотного типа колодец, а где идет пересечение труб и соединение, то смотровой. И для каждого колодца с дном и без него, нужна 30-40 см подушечка из крупно-фракционного писка, который плотно утрамбовывается. А где герметичное дно у дренажного колодца отсутствует, то сверху еще засыпается щебень.

В траншеи, куда будут закладываться трубы, тоже нужен защитный и укрепляющий слой:

  1. Засыпается тот же песок, но слой его не должен превышать 5 см и также утрамбовать.
  2. Дальше приобретаете геоткань, и стелете ее как на стены траншеи, так и на дно.
  3. 10 см слоем засыпается щебень, и только тогда кладется труба.
  4. Затем снова высыпаете щебень, закручиваете это все в ткань, чтобы получился своеобразный конверт.
  5. Заключительным этапом идет засыпка грунтов, который остался после рытья.

Что касаемо труб, то специалисты рекомендует приобретать изготовленные из полиэтилена или же ПВХ, которые, к тому же гофрированные и имеют перфорацию. Их рекомендуют по той причине, что монтаж их не такой трудоемки, они служат дольше и не обладают никаким ограничениями, что очень важно.

Бетонные кольца для дренажного колодца, которые вы приобрели, можно установить двумя способами:

  1. Путем давления.

То есть, вы отчерчиваете на земле, в месте, где необходимо ставить кольца окружность, которая будет соответствовать диаметру колец. Далее, под собственным весом, кольца вдавливаются по очереди в грунт, а если диаметр колец позволяет, то в первое же кольцо лучше поместить помощника, который будет смотреть за процессом и следить за тем, чтобы кольца не смещались. А человек, что внутри самой шахты, занимается выкапывание грунта.

  • Рытьем предварительного котлована.

От общего диаметра колец, вы приплюсовываете еще 40 см и по этому диаметру осуществляете коп до нужной глубины. А после помещения туда колец, засыпаете все грунтом, хорошо приплюсовывая, чтобы кольца не ходили.

Далее нужно сделать специальную смесь из цемента и песка, чтобы затереть швы между кольцами. Когда это все застынет, приходит время гидроизоляции, для чего вам понадобится раствор из специальной гидроизоляционной бито-полимерной смеси. Все необходимые компоненты можно приобрести в любом, строительном магазине. Также, чтобы кольца не ходили, установите металлические, специальные кольца.

Далее, уде проделываются аккуратно дыры в кольцах, под сами трубы. Тут надо делать все очень аккуратно, чтобы не сломать всю конструкцию и помните, подходите к делу со всей внимательностью и ответственностью.

Когда с колодцем и трубами вопрос решен, нужно решить вопрос с насосом, если вы установили накопительный дренажный колодец, без фильтров.

Какой выбрать дренажный насос для колодца

Для начала, вам нужно определиться с тем, какой у вас бюджет и степень загрязнения воды. То есть, любой дренажный насос не сможет работать и откачивать воду, в которой будут присутствовать частицы размером более 40 мм. Поэтому, в первую очередь выбирайте насос по водному забору и диаметру допустимых, абразивных частичек.

Типы их делаться всего на две разновидности:

Как вы уже поняли по названию, такие насосы помещаются в саму шахту дренажного колодца, чаще всего устанавливаются в дно. Такие насосы отличаются высокой производительностью, низкими затратами на обслуживание, долгим эксплуатационным сроком и бесшумной работой. Но и стоят они достаточно солидные цифры, но выбрать дренажный насос для колодца стоит именно этот.  Ведь он оправдает свою цену и ваши ожидания, будет работать автономно и исправно долгие годы.

  • Поверхностный.

Он устанавливается на край дренаж колодца, как правило и стоит достаточно дешевле своего собрата. Устанавливать его очень просто, ремонтировать и ухаживать за ним, тоже очень легко и просто. По мощности они, конечно уступают погружным, но если вам не нужны прям серьезные и мощные установки, то этот, вам очень даже подойдет.

Выводы

Вот и нашли мы ответы на такие, интересующие вопросы, как:

  1. Как сделать дренажный колодец.
  2. Нужен ли дренажный колодец на вашем участке.
  3. И какой выбрать дренажный насос для колодца.

Главное помните, что делать все со спешкой и экономией, к хорошему результату не приведет.

Схема колодца и водоснабжения

(1) Обратный клапан
Расположен в верхней части насоса, чтобы удерживать воду в баке и предотвращать обратный поток через насос.
(2) Адаптер канатной вставки
Трубный переходник с наружной или внутренней резьбой с петлей для крепления страховочного троса или кабеля насоса. Изготовлен из нержавеющей стали или латуни.
(3) Зажимы
Обеспечьте соединения между трубой и вставными фитингами или ограничителем крутящего момента.
(4) Комплект для термоусадочных соединений
Обеспечивает водонепроницаемые сращивания электрических кабелей в установках с погружными насосами.
(5) Ограничитель крутящего момента
Устанавливается непосредственно над погружным насосом для защиты компонентов насоса и скважины от повреждения пусковым моментом.
(6) Трос безопасности
Линия безопасности от верха колодца до насоса.
(7) Кабельная стяжка
Крепит кабель к отводной трубе.
(8) Защитный кожух
Защищает провода погружного кабеля от истирания о стенки колодца и удерживает спускную трубу и насос в центре колодца.
(9) Бескамерный адаптер
Обеспечивает водонепроницаемое санитарное съемное соединение между насосом и домом.Устанавливается в кожух ниже линии замерзания для предотвращения замерзания.
(10) Вставной адаптер с наружной или внутренней резьбой
Фитинг с резьбой на одном конце и зубцами для крепления полиэтиленовой трубы на другом конце. Изготовлен из нержавеющей стали, оцинкованной стали, латуни или пластика.
(11) Герметичная крышка колодца
Обеспечивает водонепроницаемое уплотнение, когда его внутренняя прокладка сжимается до внешнего диаметра корпуса. Верхняя часть крышки легко снимается, чтобы получить доступ для обслуживания.
(12) Уплотнение скважины
Обеспечивает надежное уплотнение внутри корпуса в надземных установках.
(13) Обратный клапан
Устанавливается возле входа в резервуар для удержания воды в резервуаре при установке насоса, когда насос не работает.
(14) Тройник резервуара
Подключает водопровод от насоса к напорному резервуару и сервисный трубопровод от резервуара к дому. Предусмотрены краны для подключения реле давления, манометра, сливного клапана, предохранительного клапана, отсекающего клапана и т. Д.
(15) Сливной клапан
Способствует легкому опорожнению системы.
(16) Ниппель
Наружная резьба позволяет прикрепить реле давления к тройнику бака.
(17) Предохранительный клапан
Защищает от повышения давления. Следует использовать в любой системе, в которой насос может создавать давление, превышающее максимальное номинальное значение системы.
(18) Манометр
Измеряет давление воды в напорном баке.
(19) Реле давления
Сигнализирует насосу о запуске, когда в водяной системе падает до предварительно установленного низкого давления, и об остановке, когда достигается отметка высокого давления.
(20) Защитный выключатель
Для электрического управления и распределения к насосу.
(21) Насос Saver
Регулируемое полупроводниковое управление контролирует условия нагрузки системы для защиты двигателя насоса от сухого колодца, потери потока, быстрой смены циклов, медленного восстановления, воздушной пробки и блокировки ротора.
(22) Грозовой разрядник
Защищает двигатель насоса и элементы управления от скачков напряжения, вызванных молнией, переключением нагрузок и помехами в электросети.
(23) Шаровой кран
Действует как запорный клапан на линии подачи от резервуара к дому.
(24) Напорный бак
Емкость для хранения, содержащая воздух и воду, которая обеспечивает хранение воды под давлением для подачи между циклами насоса; позволяет резервировать мощность на периоды пикового спроса; защищает и продлевает срок службы насоса за счет уменьшения количества циклов включения / выключения; и помогает сократить общее обслуживание системы.
(25) Насос
Машина, способная поднимать, поднимать или перемещать воду из колодца или резервуара на большую высоту или в отдаленное место. Насос может создавать давление и / или увеличивать скорость воды.
Блог о водоочистке

Beauchamp: схемы погружных скважин

Есть несколько типов колодцев с грунтовыми водами.

Это схема типичной погружной скважины и слоев грунтовых скважин, которые бурильщики ищут при бурении скважины для получения воды наилучшего качества и защиты от загрязнений поверхностных вод.Это наиболее распространенный тип пробуренных скважин для жилищного и коммерческого водоснабжения. Эти колодцы обычно имеют диаметр от 4 дюймов до 8 дюймов для жилого дома. Колодец этого типа может быть неглубоким, от шестидесяти футов, до нескольких сотен.
футов в глубину, в зависимости от глубины грунтовых вод в каждом регионе. Количество и качество воды из каждого колодца сильно различается даже от одного дома к другому.
Глубина установки погружного насоса в колодце строго зависит от «статического» уровня воды в колодце.Даже если скважина может иметь глубину 100 футов, «статический» уровень воды в самой трубе скважины может достигать 30 футов. Поэтому погружной насос можно установить где угодно, обычно от 40 до 70 футов. Колодцы этого типа обычно производят наибольший объем воды.

Погружные насосы для жилых колодцев доступны мощностью от 1/2 до 3 л.с. Погружной насос мощностью 1/2 л.с. производит около 10 галлонов воды в минуту. Многие погружные скважины способны производить 30 галлонов в минуту или более в зависимости от производительности скважины и размера погружного насоса.Это важное соображение при строительстве дома или замене старого колодца. С помощью простого обновления до более крупного насоса вы вполне можете значительно увеличить количество галлонов в минуту, доступное для вашего дома, и иметь возможность управлять домашним хозяйством гораздо более эффективно. Теперь доступен новый тип скважинного насоса / конструкции. Эта новая конструкция насоса называется насосом непрерывного действия или насосом постоянного давления. Эти системы поддерживают постоянное давление 60 или 70 фунтов, в зависимости от того, как оно настроено, и обеспечивают постоянное давление воды, близкое к тому, которое будет подавать городская вода или общественный колодец.Погружные скважины обычно работают с реле давления 30/50 или 40/60.

Скважинная система постоянного давления

Для более подробной и информативной схемы погружных скважин посетите сайт Совета по водным системам по этой ссылке.

https://www.watersystemscouncil.org/well-owners/well-diagram/

Диаграмма Хаббла и космическое расширение

Abstract

Классическая статья Эдвина Хаббла о расширяющейся Вселенной появилась в PNAS в 1929 году [Hubble, E.P. (1929) Proc. Natl. Акад. Sci. USA 15, 168–173]. Главный результат, заключающийся в том, что расстояние до галактики пропорционально ее красному смещению, настолько хорошо известен и так глубоко встроен в язык астрономии через диаграмму Хаббла, постоянную Хаббла, закон Хаббла и время Хаббла, что сама статья редко бывает упоминается. Несмотря на то, что расстояния Хаббла имеют большую систематическую ошибку, скорости Хаббла взяты в основном из Весто Мелвина Слайфера, а интерпретация с точки зрения эффекта де Ситтера выходит за рамки основного направления современной космологии, эта статья открыла путь к исследованию расширяющихся, эволюционирующих , и ускоряющаяся Вселенная, которая включает сегодняшнюю растущую область космологии.

Публикация статьи Эдвина Хаббла «Связь между расстоянием и лучевой скоростью среди внегалактических туманностей» в 1929 году стала поворотным моментом в понимании Вселенной. В этом кратком отчете Хаббл изложил доказательства одного из величайших открытий науки 20 века: расширяющейся Вселенной. Хаббл показал, что галактики удаляются от нас во всех направлениях, а более далекие удаляются быстрее пропорционально своему расстоянию. Его график зависимости скорости от расстояния (рис.1) — исходная диаграмма Хаббла; уравнение, описывающее линейную аппроксимацию, скорость = H o × расстояние, является законом Хаббла; наклон этой линии — постоянная Хаббла, H o ; и 1 / H o — время Хаббла. Хотя в более ранних работах были намеки на космическое расширение, эта публикация убедила научное сообщество в том, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Поскольку результат настолько важен и требует постоянной ссылки, астрономы создали одноименные объекты Хаббла, чтобы использовать удивительное открытие Хаббла без ссылки на оригинальную публикацию в PNAS (1).†

Рис. 1.

Соотношение скорость – расстояние между внегалактическими туманностями. Лучевые скорости, скорректированные с учетом движения Солнца (но обозначенные в неправильных единицах), отображаются в зависимости от расстояний, оцененных от задействованных звезд, и средней светимости туманностей в скоплении. Черные диски и сплошная линия представляют решение проблемы движения Солнца с использованием туманностей по отдельности; кружки и пунктирная линия представляют решение, объединяющее туманности в группы; крестик представляет собой среднюю скорость, соответствующую среднему расстоянию до 22 туманностей, расстояния до которых невозможно оценить по отдельности.[Воспроизведено с разрешения исх. 1 (Авторские права 1929, Библиотека Хантингтона, Коллекции произведений искусства и Ботанический сад).]

Сегодня,> 70 лет спустя, изысканные наблюдения космического микроволнового фона (2), измерения легких элементов, синтезированных в первые несколько минут Вселенной (3), а современные версии закона Хаббла образуют прочную треугольную основу для современной космологии. Теперь у нас есть уверенность в том, что геометрически плоская Вселенная расширялась в течение последних 14 миллиардов лет, контрастируя с ней под действием гравитации от горячего и гладкого Большого взрыва до неоднородной и разнообразной Вселенной, состоящей из галактик, звезд, планет и людей. посмотри вокруг нас.Наблюдения заставили нас принять темную и экзотическую Вселенную, которая на ≈30% состоит из темной материи, и только 4% Вселенной состоит из знакомых протонов и нейтронов. Из этой небольшой части знакомого материала большая часть не видна. Подобно снежной пыли на горном хребте, светящаяся материя обнаруживает присутствие невидимых объектов.

Расширение работы Хаббла с современными технологиями привело к появлению обширных новых арен для исследований: обширное картографирование с использованием закона Хаббла показывает расположение материи во Вселенной, и, заглянув в более далекое прошлое, чем мог бы Хаббл, мы теперь видим за пределами близлежащей линейной расширение закона Хаббла, чтобы проследить, как космическое расширение изменилось за огромный промежуток времени после Большого взрыва.Большой сюрприз заключается в том, что недавние наблюдения показывают, что космическое расширение ускоряется за последние 5 миллиардов лет. Это ускорение предполагает, что остальные 70% Вселенной состоят из «темной энергии», свойства которой мы лишь смутно осознаем, но которая должна иметь отрицательное давление, чтобы ускорять космическое расширение с течением времени (4–9). Будущее расширение диаграммы Хаббла на еще большие расстояния и более точные расстояния, где эффекты ускорения являются путём к раскрытию этой тайны.

Хаббл применил фундаментальные открытия Генриетты Ливитт, касающиеся ярких переменных звезд-цефеид. Ливитт показал, что цефеиды можно отсортировать по светимости, наблюдая за их периодами колебаний: медленные из них являются яркими по своей природе. Измеряя период пульсации, наблюдатель может определить внутреннюю яркость звезды. Затем измерение видимой яркости дает достаточно информации, чтобы определить расстояние.

Хаббл использовал 100-дюймовый телескоп Хукера на горе Вильсон для поиска этих «стандартных свечей» и обнаружил цефеиды в нечеткой туманности Андромеды, M31.По слабому виду этих цефеид Хаббл сделал вывод, что M31 и другие «внегалактические туманности» не являются частью нашей собственной галактики Млечный Путь, а являются «островными вселенными», эквивалентными Млечному Пути: огромные системы из миллиардов звезд. отделены друг от друга миллионами световых лет. Это открытие было сделано в 1924 году, и если бы он не сделал ничего, кроме как показать, что Млечный Путь — это не Вселенная, Хаббл был бы важной фигурой в истории астрономии. Но 5 лет спустя в своей статье PNAS Хаббл смог показать нечто еще более удивительное, построив графики зависимости скоростей галактик от расстояний до них.

Чтение статьи Хаббла — хорошее напоминание о том, насколько яснее становится все, если оглянуться назад на 70 лет. Например, хотя цефеиды лежат в основе шкалы расстояний Хаббла, расстояния до большинства объектов в его статье 1929 года были определены не самими цефеидами, а самыми яркими звездами в галактиках или светимостью самих галактик. В последние годы с помощью космического телескопа Хаббла с превосходным разрешением, названного в честь Эдвина Хаббла, наконец-то стало возможным измерять отдельные цефеиды в галактиках в скоплении Девы, которые являются наиболее удаленными записями в исходной таблице красных смещений и расстояний галактик Хаббла. (10, 11).Количественное согласие современных измерений с исходной шкалой расстояний Хаббла плохое! Современные расстояния до тех же галактик, рассчитанные с точностью до 10%, в семь раз больше, чем расстояния, которые Хаббл рисует по горизонтали на рис. расстояние и скорость. Хотя в его расстояниях были серьезные ошибки из-за смешения двух типов цефеид и размытия ярких газовых облаков с яркими звездами, в 1929 году Хаббл смог достаточно хорошо отсортировать близлежащие галактики от далеких, чтобы не упустить связь между расстоянием и скоростью.

Другая ось диаграммы Хаббла (слегка неверно обозначена в оригинале) показывает не только то, что мы живем в обширной Вселенной, населенной миллиардами галактик, таких как Млечный Путь, но также и то, что галактики встроены в расширяющуюся ткань пространства и время. Диаграмма Хаббла отображает зависимость скорости от расстояния. Астрономы измеряют скорость галактики по ее спектру, беря свет с изображения галактики в фокусе телескопа и пропуская его через щель и призму, чтобы создать рассеянную радугу, слегка отмеченную темными линиями.Эти линии поглощения создаются атомами в атмосферах звезд. Атомы поглощают свет на определенных длинах волн, соответствуя скачкам энергии для электронных орбит, продиктованных квантовой механикой. Лучевые скорости проявляются как сдвиги длин волн линий от галактики по сравнению со спектрами тех же атомов в состоянии покоя в обсерватории: голубые смещения для приближающихся к нам объектов и красные смещения для удаляющихся объектов. Дробный сдвиг длины волны Δλ / λ равен 1 + z , где z — красное смещение.Этот результат может быть выражен как скорость c z , где c — скорость света, 300 000 км / с.

Программа измерения спектров галактик была начата десятью годами ранее Весто Мелвином Слайфером в обсерватории Лоуэлла в Аризоне. К 1923 году после героических усилий с маленькими телескопами и медленными спектрографами Слайфер составил список скоростей для 41 галактики, 36 из которых удалялись от нас, а самая большая из них удалялась со скоростью 1800 км / с. Этот интригующий список был опубликован в учебнике Артура Стэнли Эддингтона по общей теории относительности, The Mathematical Theory of Relativity .Хаббл не ссылается на источник лучевых скоростей в таблице 1 ссылки. 1, за исключением четырех новых от его коллеги из Маунт Вильсон, Милтона Хьюмасона, но каждая из галактик принадлежит Слайферу, а список скоростей почти идентичен списку в книге Эддингтона. Первоначальный вклад Хаббла в 1929 году состоял в том, чтобы понять связь расстояния со скоростью, а его последующие усилия заключались в изучении последствий этого удивительного факта. Хаббл и Хьюмасон приложили огромные усилия для измерения красных смещений на 100-дюймовом расстоянии, быстро расширив область действия диаграммы Хаббла за пределы скоростей 1000 км / с, показанных на рис.1. Хотя Слайфер начал изучение спектров галактик десятью годами ранее и измерил скорости, которые Хаббл использовал в своей статье 1929 года, Хаббл вскоре стал выдающейся фигурой в исследовании царства туманностей.

Связь между общей теорией относительности и космическими скоростями скрывалась в основе работы Хаббла. В 1917 году Эйнштейн показал, как построить статичную Вселенную, введя в свои уравнения «космологическую постоянную». Это хорошо соответствовало идее, существовавшей до измерения расстояний до туманностей Хабблом в 1924 году, о небольшой и статичной «вселенной», которая была ограничена звездами галактики Млечный Путь.В Лейдене Виллем де Ситтер показал, что существует другое, формально статическое решение уравнений Эйнштейна, в котором частицы будут рассеиваться с ускорением, увеличивающимся с расстоянием, а сигналы, посылаемые от одного наблюдателя к другому, будут показывать красное смещение. Другие физические решения уравнений Эйнштейна, построенные для расширяющейся Вселенной, были разработаны Фридманом в 1922 году. Но это были не те модели, о которых Хаббл думал, когда строил свои данные. Хаббл искал эффект де Ситтера.

Сложив расстояния и скорости вместе на графике, показанном на рис. 1 в классической статье Хаббла, любой может увидеть, что скорость более или менее пропорциональна расстоянию. Что превращает эту скучную диаграмму в глубокое открытие, так это понимание того, что модель, обнаруженная Хабблом, — это именно то, что вы ожидаете от любого наблюдателя во Вселенной, расширяющейся во всех направлениях. Диаграмма Хаббла не подразумевает, что мы находимся в центре Вселенной, но она показывает, что Вселенная динамична, а определенно не статична, как предполагал Эйнштейн в 1917 году.

В тексте своей статьи Хаббл говорит: «Отличительной чертой является возможность того, что соотношение скорость-расстояние может отражать эффект де Ситтера». Вероятно, не случайно, что Хаббл искал этот эффект: он был в Лейдене в 1928 году на конференции по галактикам, и у него была возможность поговорить с де Ситтером. Хаббл отмечает, что одним из аспектов модели мира де Ситтера является кажущееся «ускорение», и делает правдоподобное предположение, что «линейная зависимость, обнаруженная в настоящем обсуждении, является первым приближением, представляющим ограниченный диапазон расстояний.Этот конкретный аспект статьи Хаббла казался странным и загадочным.

Это казалось странным, потому что с 1931 по 1995 год почти никто не говорил о космическом ускорении. В результате собственной работы Хаббла даже Эйнштейн и де Ситтер перестали говорить о своих старых моделях с космологической постоянной, и фокус наблюдений сместился к поиску числового значения постоянной Хаббла и измерению гравитационного эффекта космического замедления в расширяющемся пространстве. Модель Фридмана.И это казалось загадочным, потому что, говоря современным языком, модель Эйнштейна – де Ситтера — это расширяющаяся модель Фридмана с плоской геометрией, а исходный эффект де Ситтера представляет собой историческое любопытство. Но сегодня, в свете недавних работ, которые предполагают, что мы действительно живем в ускоряющейся Вселенной типа Эйнштейна – де Ситтера, с евклидовым пространством, намек Хаббла на ускорение кажется странным, возможно, ошибочным, пророческим.

Наклон линии на диаграмме Хаббла называется постоянной Хаббла (H o ), напрямую связанной с возрастом Вселенной: закон Хаббла гласит, что скорость = H o × расстояние, и, поскольку время = расстояние / скорость, существует естественное время Хаббла, t o , связанное с расширением Хаббла, t o = расстояние / скорость = расстояние / (H o × расстояние) = 1 / H o .

Соседние объекты удаляются медленно, а более далекие — быстро, но обоим потребуется одно и то же время, чтобы добраться до того места, где они находятся во Вселенной, которая расширяется с постоянной скоростью, и это время дается выражением 1 / H o . Таким образом, постоянная Хаббла устанавливает шкалу времени от Большого взрыва до сегодняшнего дня. ‡

Хотя расстояния Хаббла 1929 года были слишком малы в 7 раз, его вывод о природе космического расширения оставался верным, потому что все его расстояния были слишком малы на примерно такой же фактор.Форма зависимости, скорость, пропорциональная расстоянию, не изменяется из-за этой масштабной ошибки, хотя численные значения для расстояний и для постоянной Хаббла (которую Хаббл скромно назвал K) далеки от современного значения. В этой классической статье Хаббл приводит значения K, равные 530 и 500 км / с / мегапарсек. Глядя на его оригинальную диаграмму Хаббла, вы можете увидеть, что есть несколько близлежащих галактик с голубым смещением и большим разбросом скоростей на любом заданном расстоянии. Хаббл ловко использовал правдоподобные методы для усреднения данных для галактик, находящихся на одинаковом расстоянии, чтобы его результат более четко выделялся из шума.Ему повезло, что у него были данные, которые так хорошо себя вели.

Со временем улучшенное понимание используемых звезд, роли поглощения пылью и локальной калибровки шкалы расстояний привело к значительным пересмотрам шкалы космических расстояний, постоянной Хаббла и предполагаемого времени Хаббла. Во времена Хаббла t o составляло ≈2 миллиарда лет, что уже противоречило большему возрасту Земли, полученному в результате радиоактивного распада. Земля не должна быть старше вселенной, в которой она образовалась.Этот конфликт с возрастом Земли и аналогичная проблема с возрастом звезд были хроническим затруднением в течение десятилетий, когда постоянная Хаббла была плохо известна. Разногласия затрудняли принятие реальности космического расширения, действующего в течение космического времени, и Хаббл всегда был весьма осторожен в интерпретации своего открытия. Но, как показано на рис. 2 этой Перспективы, мой коллега Джон Хухра составил числовое значение постоянной Хаббла, показав, как преобладающее значение снижалось на протяжении десятилетий.Указанные планки погрешностей хронически намного меньше, чем дрейф среднего значения с течением времени. Систематические ошибки всегда занижены . Этот сюжет придает вес афоризму о том, что астрофизики всегда ошибаются, но никогда не сомневаются.

Рис. 2.

Опубликованные значения постоянной Хаббла от времени. Изменения в исходной шкале расстояний Хаббла учитывают значительные изменения постоянной Хаббла с 1920 года по настоящее время, составленные Джоном Хухрой из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.В каждую эпоху оценочная ошибка постоянной Хаббла мала по сравнению с последующими изменениями ее значения. Этот результат является признаком недооцененных систематических ошибок.

Современные исследования, тесно связанные с цефеидами в скоплении галактик Девы, наблюдаемыми с помощью космического телескопа Хаббла, дают H o = 72 ± 2 ± 7 км / с / мегапарсек (9). Приведенные ошибки представляют собой одну сигму, причем первая — это статистическая ошибка, а вторая, большая ошибка, — систематическая неопределенность, связанная с такими факторами, как химический состав цефеид в разных галактиках, расстояние до Большого Магелланова Облака, до которого расстояние производится сравнение и калибровка камеры на космическом телескопе Хаббла.Как и в прошлом, мы считаем, что эти планки погрешностей верны (хотя для противоположной точки зрения см. Ссылку 10). Но теперь схождение полностью независимых методов, таких как временные задержки в гравитационных линзах, рассеяние микроволновых фоновых фотонов горячим газом в скоплениях галактик, и физика атмосфер сверхновых начинает иметь значение (12–16). При использовании независимых путей могут быть обнаружены систематические ошибки. Мы, наконец, подошли к концу поиска постоянной Хаббла.

Замечательный результат этого долгого пути пересмотра состоит в том, что время Хаббла теперь воспринимается серьезно.Возраст Вселенной, подразумеваемый современной постоянной Хаббла с постоянным расширением, составляет ≈14 миллиардов лет. Этот результат хорошо согласуется с теоретическим возрастом звезд. Возраст самых старых звезд в нашей галактике, основанный на расчетах эволюции звезд в результате ядерного горения, составляет ≈12,5 ± 1,5 миллиарда лет, что достаточно моложе времени Хаббла, чтобы легко вписаться в схему, в которой галактики образуются сразу после Большого взрыва (17 ). Даже с добавлением космического замедления и космического ускорения лучшее значение из диаграммы Хаббла для времени, прошедшего с момента Большого взрыва, составляет ≈13.6 ± 1,5 млрд лет (18). Расширение — не иллюзия; это космическая история.

Как и в оригинальной статье Хаббла, где он использовал самые яркие звезды и свет целых галактик, современный путь к более глубоким измерениям расстояний лежит через более яркую стандартную свечу, чем цефеиды. До Хаббла астрономы время от времени отмечали новые звезды, которые вспыхивали во внегалактических туманностях, таких как M31 и ее кузены. В нашей галактике эти новые звезды называются «новыми». Как только Хаббл установил, что расстояние до этих туманностей составляет миллионы световых лет, истинная природа этих новых звезд стала ясна.Поскольку они находились на расстояниях в тысячу раз больше, чем новые звезды в Млечном Пути, они должны быть в миллион раз более энергичными. Взрывающиеся звезды в других галактиках были названы «сверхновыми» Фрицем Цвикки, современником Хаббла на Лейк-авеню в Пасадене в Калифорнийском технологическом институте. Световой поток одного конкретного типа сверхновой в ~ 4 миллиарда раз больше, чем у Солнца. Эти сверхновые «типа Ia» можно увидеть на полпути через видимую Вселенную, и, что еще лучше, они имеют довольно узкое распределение собственной яркости.В результате они являются хорошими индикаторами расстояния. Уточненные методы анализа наблюдений сверхновых типа Ia дают расстояние до одиночного события лучше 10% (19, 20). Лучшая современная диаграмма Хаббла, основанная на хорошо наблюдаемых сверхновых типа Ia на небольшом расстоянии ≈2 миллиарда световых лет, показана на рис. астрономы обычно используют логарифмическую форму этого графика, как на рис. 4).Закон Хаббла верен далеко за пределами первоначальной выборки Хаббла.

Рис. 3.

Диаграмма Хаббла для сверхновых типа Ia. Из компиляции хорошо наблюдаемых сверхновых типа Ia Джа (29). Разброс вокруг линии соответствует статистическим ошибкам расстояния <10% на объект. Маленькая красная область в нижнем левом углу отмечает диапазон исходной диаграммы Хаббла с 1929 г. мера расстояния) vs.бревенчатое красное смещение. Об истории космического расширения можно судить по форме этой диаграммы, когда она расширена до большого красного смещения и, соответственно, больших расстояний. Диаграмма любезно предоставлена ​​Брайаном П. Шмидтом, Австралийский национальный университет, на основе данных, собранных в исх. 18.

В таблице 2 своей исходной статьи (1) (воспроизведенной как таблица 1, которая опубликована в качестве вспомогательной информации на веб-сайте PNAS) Хаббл инвертировал соотношение скорость-расстояние, чтобы оценить расстояния до галактик с известным красным смещением.Для галактик, подобных NGC 7619, для которых он имел только недавно измеренное Хьюмасоном красное смещение, Хаббл использовал соотношение скорость-расстояние, чтобы определить расстояние. Такой подход к оценке расстояний по одному только красному смещению стал основной отраслью исследований красного смещения галактик. Современные телескопы в 1000 раз быстрее измеряют красное смещение, чем во времена Хаббла, что приводит к большим выборкам галактик, которые отслеживают структуру распределения галактик (21–24). Как показано на рис.5, трехмерное распределение галактик, построенное по закону Хаббла, на удивление пенистое, с большими пустотами и стенками, которые образуются в виде скоплений темной материи в расширяющейся Вселенной, формируя ямы, в которые стекает обычная материя, образуя светящуюся материю. мы видим звезды в галактиках.Количественный анализ кластеризации галактик позволяет оценить количество комковатой темной материи, связанной с галактиками. Наилучшее совпадение достигается, если комковатая материя (темная и светящаяся, барионы или нет) составляет ≈30% Вселенной.

Рис. 5.

Крупномасштабная структура, полученная по красным смещениям галактик. Каждая точка на этом графике отмечает галактику, расстояние до которой оценивается по ее красному смещению с помощью закона Хаббла. Из исследования 2DF Galaxy Redshift Survey (24).

Интерпретация красного смещения как скорости или, точнее, растяжения длин волн фотонов из-за космического расширения, которое, как мы предполагаем, поймут сегодняшние второкурсники, не была столь очевидна для Хаббла.Хаббл был очень осторожен в этом вопросе и, в более общем плане, в вопросе о том, раскрывает ли космическое расширение подлинную космическую историю. Он назвал красное смещение «кажущейся скоростью». В письме Виллему де Ситтеру (25) Хаббл писал: «Мистер Хаббл. Хьюмасон и я оба глубоко осознаем вашу любезную оценку работ по скоростям и расстояниям туманностей. Мы используем термин «кажущиеся» скорости, чтобы подчеркнуть эмпирические особенности корреляции. Мы считаем, что толкование должно быть предоставлено вам и очень немногим другим людям, которые компетентны обсуждать этот вопрос авторитетно.

Частично трудности с интерпретацией возникли из-за альтернативных взглядов, в частности, местного иконоборца Фрица Цвикки, который в августе 1929 года отправил в PNAS записку, в которой предлагалось рассматривать красное смещение как результат взаимодействия фотонов и вмешательства. материи, а не космического расширения (26). Реальность космического расширения и конца «утомленного света» только недавно была убедительно подтверждена.

В то время как природа красного смещения вызывала бурные дискуссии в Пасадене, Олин Уилсон из обсерватории Маунт-Вильсон предположил, что измерение времени, за которое сверхновая звезда поднимается и опускается по яркости, покажет, было ли расширение реальным.Реальное расширение увеличило бы характерное время, примерно на месяц, на величину, определяемую красным смещением (27).

На этот раз расширение времени искали в 1974 году, но выборка была слишком маленькой, слишком близкой и слишком неоднородной, чтобы увидеть что-либо реальное (28). Только с большими тщательно измеренными и удаленными выборками SN Ia (29, 30) и более тщательной характеристикой переплетения кривых блеска сверхновой и светимости сверхновой (31, 32) эта тема могла быть исследована с уверенностью.Лучше всего было иметь сверхновые с большим красным смещением, где эффект не был бы малозаметным. Бруно Лейбундгут и др. . (33) показали, что кривая блеска для одного объекта, SN 1995K, при красном смещении z = 0,479 соответствует кривой блеска соседней SN Ia, но только при растяжении за счет замедления времени в 1 + z . Аналогично, временная эволюция спектра сверхновой типа Ia SN 1996bj на z = 0.574 также растянута на красное смещение (34).Goldhaber и др. . (32) исследовали эффект замедления времени с помощью большого набора сверхновых с высоким значением z и обнаружили, что результаты полностью соответствуют ожиданиям реального космического расширения, а не фотонной усталости. Второе предсказание идеи расширения состоит в том, что поверхностная яркость галактики должна уменьшиться как (1 + z ) 4 . Это «затемнение по Толмену» наконец наблюдали Любин и Сэндидж (35). Идея усталого света теперь решена.

Идея Эйнштейна о статической Вселенной, подвешенной между притягивающей внутрь гравитацией и космологической постоянной, заставляющей Вселенную расширяться, была исключена данными Хаббла. Легенда гласит, что гораздо позже Эйнштейн назвал космологическую постоянную своей «величайшей ошибкой» (36). В 1947 году Эйнштейн писал: «С тех пор, как я ввел этот термин, у меня всегда была совесть … Я не могу поверить, что такая уродливая вещь действительно реализуется в природе» (37). Прощаясь в 1932 году с космологической постоянной (также опубликованной в PNAS), Эйнштейн и де Ситтер были более взвешенными: «Повышение точности данных, полученных из наблюдений, позволит нам в будущем зафиксировать ее знак и определить ее значение. »(38).

Проклятие Эйнштейна изгнало космологическую постоянную из серьезного космологического обсуждения с 1932 по 1995 год. Программа наблюдений в практической космологии перешла на измерение двух параметров: постоянной Хаббла и замедления, которое гравитация производит с течением времени. Цель состояла в том, чтобы построить диаграмму Хаббла, на которой самые далекие объекты были достаточно далеко, чтобы показать явное отклонение от линейного закона, увиденного Хабблом в 1929 году. В 1989 году, как и в 1929 году, проблема заключалась не в красных смещениях, а в расстояния.Использование галактик для измерения расстояний оказалось разочаровывающим: звезды, из которых состоят галактики, тускнеют по мере старения галактик, но галактики накапливают больше звезд, и было слишком сложно сказать, были ли далекие молодые галактики ярче или тусклее по своей природе, чем их близкие коллеги.

Взрывы сверхновых ведут себя лучше. Будучи дискретными физическими событиями с четко определенной энергией, сверхновые типа Ia хорошо работают как стандартные свечи в очень большом диапазоне красного смещения. Эти взрывы позволяют нам вернуться в те времена, когда Вселенная была молодой, и увидеть эффекты изменения скорости расширения, отраженные на диаграмме Хаббла.На первых этапах этой работы наблюдатели ожидали увидеть замедление, вызванное массой (39). Первые отчеты проекта Supernova Cosmology Project с использованием сверхновых подтвердили эту точку зрения (40). Однако более качественные наборы данных для диаграммы Хаббла далеких сверхновых от команды High-Z Supernova и от Supernova Cosmology Project (7, 8) показали удивительный результат, заключающийся в том, что расширение Вселенной ускорялось в течение 5-миллиардного периода. лет, пока свет далекой сверхновой попал в наши телескопы.

Последний обзор данных по сверхновым, сделанный Тонри и др. . (18) показывает, что этот результат является надежным и хорошо согласуется с недавними результатами по микроволновому фону и крупномасштабным распределениям галактик. Ускорение объясняется отрицательным давлением плавно проникающего компонента Вселенной: темной энергии (4). Одна из возможностей состоит в том, что темная энергия — это космологическая постоянная, рассматриваемая по-другому: как энергия вакуума, а не как член кривизны в уравнениях Эйнштейна.Если эта картина действительно верна, то построение точной диаграммы Хаббла в эпоху, когда ускорение имеет свое начало, § и продвижение диаграммы Хаббла для сверхновых типа Ia к красному смещению за пределы 1 поможет точно определить природу темной энергии.

Эта работа уже ведется. Соответственно, это расширение работы Хаббла выполняется с использованием космического телескопа Хаббла, а также наземных обсерваторий. Одна сверхновая с очень большим красным смещением была открыта в 1996 г. (41) на красном смещении 1.7, что намного больше, чем на полпути к Большому взрыву, и многие другие будут обнаружены с помощью новой усовершенствованной камеры для обзоров, которая была установлена ​​на космическом телескопе Хаббла астронавтами-шаттлами год назад (42, 43). Если картина темной энергии верна, нам следует ожидать, что мы вернемся назад, после эры ускорения, к более ранней эре замедления, когда темная материя управляла динамикой Вселенной, как намекает на рис. 6. Хаббл надеялся понять космическое расширение как видеть члены более высокого порядка, которые лежат за пределами линейного расширения соседнего образца; Теперь мы смотрим глубоко в прошлое на пределы возможностей сегодняшней технологии, чтобы непосредственно наблюдать эти изменения в космическом расширении.Как сказал Хаббл в The Realm of the Nebulae : «Мы измеряем тени и ищем среди призрачных ошибок измерения ориентиры, которые едва ли более существенны. Поиск будет продолжен »(44). В статье Хаббла были скорости от Трамплера без цитирования, расстояния с ошибкой в ​​семь раз, ссылка на странную кинематическую модель де Ситтера, и этого было недостаточно, чтобы убедить самого Хаббла в реальности космического расширения, но эта статья в PNAS указала путь к пониманию. история Вселенной и продолжающийся поиск среди «призрачных ошибок измерения» привели к глубоко удивительному синтезу темной материи и темной энергии.

Рис. 6.

Отклонения на диаграмме Хаббла. Каждая точка на этом графике показывает разницу при каждом красном смещении между измеренной видимой яркостью и ожидаемым положением на диаграмме Хаббла во Вселенной, которая расширяется без какого-либо ускорения или замедления. Синие точки соответствуют медианным значениям в восьми ячейках красного смещения. Восходящая выпуклость на z ≈ 0,5 является признаком космического ускорения. Намек на смену данных при самых высоких красных смещениях, около z = 1, предполагает, что мы, возможно, наблюдаем прошедшую эру ускорения, вызванную темной энергией, назад к эре замедления, в котором преобладает темная материя.Сверху вниз нанесенные линии соответствуют предпочтительному решению с 30% темной материи и 70% темной энергии, наблюдаемым количеством темной материи (30%), но без темной энергии, и вселенной со 100% темной материей (от ссылка 18).

Дополнительные материалы

Вспомогательная таблица

Благодарности

Я очень благодарен Джону Хухре, Саурабу Джа, Брайану Шмидту, Тому Мэтисону и Джону Тонри за помощь с текстом и иллюстрациями, а также всей группе по поиску сверхновых High-Z за их упорный труд, опираясь на фундамент Хаббла.Работы по сверхновым и постоянной Хаббла в Гарвардском университете поддерживаются грантами Национального научного фонда AST 02-05808 и AST 02-06329 и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства в рамках грантов GO-08641 и GO-09118 Научного института космического телескопа.

Сноски

  • ↵ * Эл. Почта: kirshner {at} cfa.harvard.edu.

  • Эта перспектива опубликована как часть серии важных статей, опубликованных в PNAS. Узнайте больше об этой классической статье PNAS на сайте www.pnas.org/misc/classics.shtml.

  • ↵ † В Системе астрофизических данных НАСА всего 73 ссылки на оригинальную статью Хаббла. Имеется 1001 ссылка на реф. 7.

  • ↵ ‡ Условные единицы постоянной Хаббла немного неясны: 1 мегапарсек (Мпк) = 10 6 парсек = 3,26 × 10 6 световой год = 3,086 × 10 16 м. Постоянная Хаббла 70 км / с / Мпк соответствует 2,27 × 10 –18 с –1 . Тогда время Хаббла равно 1/2.27 × 10 18 с или 13,9 × 10 9 г.

  • ↵§ Киршнер, Р.П., Агилера, К., Баррис, Б., Беккер, А., Чаллис, П., Чернок, Р., Клоккиатти, А., Коваррубиас, Р., Филиппенко, А.В., Гарнавич , PM, и др. . (2003) Бык. Являюсь. Astron. Soc. 202, 2308 (абстракция).

  • Copyright © 2004, Национальная академия наук

Анатомия газовой скважины — ProPublica

Анатомия газовой скважины — ProPublica

ЗакрытьЗакрытьCreative CommonsПожертвоватьЭлектронная почтаДобавить электронную почтуFacebookИнстаграмFacebook MessengerМобильныйПодкастПечатьProPublicaПоискБезопасныйTwitterWhatsAppYouTube

Анатомия газовой скважины

Вернуться к основному рассказу.

Обычно ствол скважины окружен несколькими слоями стальной обсадной трубы. Пустые пространства между ними можно заделать цементом.

ProPublica

ProPublica — это независимая некоммерческая служба новостей, которая занимается журналистскими расследованиями, имеющими моральную силу. Учить больше.

Последние новости от ProPublica

Переиздать эту историю бесплатно

Лицензия Creative Commons (CC BY-NC-ND 3.0)

Спасибо за ваш интерес к переизданию этой истории. Вы можете переиздать его, если сделаете следующее:

  • Вы должны нам доверять. В подписи мы предпочитаем «Имя автора, ProPublica». Вверху текста вашей истории включите строку, которая гласит: «Эта история изначально была опубликована ProPublica». Вы должны связать слово «ProPublica» с исходным URL-адресом истории.
  • Если вы переиздаете в Интернете, вы должны указать URL-адрес этой истории на propublica.org, включить все ссылки из нашей истории, включая язык и ссылку на нашу рассылку новостей, а также использовать наш тег PixelPing.
  • Если вы используете канонические метаданные, используйте URL ProPublica. Для получения дополнительной информации о канонических метаданных перейдите по этой ссылке Google SEO.
  • Вы не можете редактировать наш материал, кроме как для отражения относительных изменений во времени, местоположении и редакционном стиле.(Например, «вчера» можно заменить на «прошлую неделю», а «Портленд, штат Орегон» — на «Портленд» или «здесь».)
  • Вы не можете повторно публиковать наши фотографии или иллюстрации без специального разрешения. Пожалуйста, свяжитесь с [адрес электронной почты защищен].
  • Можно размещать наши истории на страницах с рекламой, но не рекламу, специально предназначенную для наших историй. Вы не можете утверждать или подразумевать, что пожертвования вашей организации поддерживают работу ProPublica.
  • Вы не можете продавать наши материалы отдельно или распространять их. Это включает публикацию или распространение нашей работы на таких платформах или приложениях, как Apple News, Google News и т. Д.
  • Вы не можете повторно публиковать наши материалы оптом или автоматически; вам нужно выбрать истории, которые будут переиздаваться индивидуально. (Чтобы узнать о возможностях синдицирования или лицензирования, свяжитесь с нашим вице-президентом по развитию бизнеса Селестой ЛеКомпте.)
  • Вы не можете использовать нашу работу для заполнения веб-сайта, предназначенного для повышения рейтинга в поисковых системах или исключительно для получения дохода от сетевой рекламы.
  • Обычно мы не разрешаем перевод наших рассказов на другой язык.
  • Любой веб-сайт, на котором появляются наши истории, должен включать заметный и эффективный способ связи с вами.
  • Если вы делитесь переизданными историями в социальных сетях, мы будем признательны, если их отметят в ваших сообщениях.У нас есть официальные учетные записи ProPublica и ProPublica Illinois как в Twitter (@ProPublica и @ProPublicaIL), так и в Facebook.

Скопируйте и вставьте на свою страницу для повторной публикации:

Текущий сайт
Текущая страница

Цены на скважинный насос

| Насосы скважинные

О откачке водяных скважин

Колодезные насосы используются для забора воды с глубины, где уровень грунтовых вод находится на несколько футов ниже области применения.Обычно используются для забора или подачи воды, есть два основных типа скважинных насосов: струйные насосы и погружные насосы. Хотя оба стиля имеют свои преимущества, читайте дальше, чтобы определить тип, который вам нужен для вашего приложения.

Выберите свой новый скважинный насос »


Перекачка скважинной воды: струйный насос

Струйные насосы

устанавливаются над колодцем в доме или в колодце и забирают воду из колодца посредством всасывания, а поскольку всасывание задействовано, атмосферное давление — это то, что действительно делает работу.В наши дни самым распространенным насосом для откачки мелководных скважин является струйный насос. По мере роста давления вы создаете вакуум в трубке над водой. Когда создается вакуум, вес воздуха или атмосферное давление толкает воду вверх по соломе. Следовательно, высота, на которую вы можете поднять воду с помощью струйного насоса для неглубоких скважин, зависит от веса воздуха. Хотя давление воздуха меняется с высотой, обычно ограничивают глубину мелкой скважины с приводом от струйного насоса примерно до 25 футов.Поскольку струйные насосы для неглубоких скважин используют воду для забора воды, их обычно необходимо залить водой, прежде чем они начнут работать. Чтобы вода в насосе и водопроводной системе не стекала обратно в скважину, на линии подачи к скважинному насосу устанавливается односторонний обратный клапан.

Чтобы откачивать воду на глубину чуть более 25 футов, в вашем колодце должны быть внесены некоторые базовые изменения. Он просто включает в себя отделение струи от двигателя и корпуса крыльчатки и размещение струйного узла в воде, как показано здесь на схеме скважинного насоса системы двойного струйного насоса.В типичной конфигурации струйного насоса для глубокой скважины одна труба, прикрепленная к корпусу крыльчатки, направляет воду в корпус струи, который расположен примерно на 10-20 футов ниже минимального уровня воды в скважине. Вторая труба соединяет выходную сторону корпуса струи с скважинным насосом.

У струи увеличение скорости воды создает частичный вакуум, который втягивает стоячую воду из колодца во вторую трубу, а затем обратно в насос и водопроводную систему. В струйных насосах для глубоких скважин используется как всасывание струи для подачи воды в систему, так и давление, создаваемое крыльчаткой для подъема воды.

Как и системы для мелководных скважин, струйный насос в системе для глубоких скважин должен быть заправлен для работы. Обратный клапан в нижней части трубопровода колодца предотвращает слив воды из труб и насоса. Струйные насосы с двумя или более рабочими колесами называются многоступенчатыми.

Выберите свой новый скважинный насос »


Перекачка скважинной воды: погружной насос

Погружной насос отличается длинной цилиндрической формой, которая помещается внутри обсадной трубы скважины. Нижняя половина состоит из герметичного двигателя насоса, который подключен к наземному источнику питания и управляется проводами.Фактическая половина насоса состоит из ряда установленных друг на друга рабочих колес, каждая из которых разделена диффузором, который направляет воду вверх по трубе в водопроводную систему. В отличие от струйного насоса, нагнетающего воду под давлением сверху, погружной насос создает давление снизу, чтобы подтолкнуть воду вверх! Это также устраняет необходимость наличия грунтовочной воды, в отличие от насосов для струйной воды. Этот тип насоса полезен для более глубоких скважин и приложений с постоянным давлением.

В современных установках обсадная труба колодца за пределами дома соединяется с водопроводной системой трубой, идущей под землей в подвал.Эта горизонтальная труба присоединяется к трубе скважины с помощью соединителя, называемого безамбарным адаптером. Функция адаптера заключается в обеспечении доступа к насосу и трубопроводу скважины через верхнюю часть обсадной трубы, одновременно направляя воду из насоса в водопроводную систему.

Хотя погружные насосы более эффективны, чем струйные насосы, в доставке большего количества воды для двигателя того же размера, проблемы с насосом или двигателем потребуют вытаскивания агрегата из обсадной трубы — эту работу лучше доверить профессионалам. Однако подводные аппараты известны своей надежностью и часто выполняют свою роль от 20 до 25 лет без обслуживания.Погружные насосы также могут использоваться в мелководных скважинах. Однако ил, песок, водоросли и другие загрязнения могут сократить срок службы насоса.

Выберите свой новый скважинный насос »


Применения для перекачивания скважинной воды:

  • Жилое водоснабжение и откачка воды из домашних скважин
  • Промышленная перекачка воды
  • Добыча воды
  • Горнодобывающая и промышленная водоотведение

Выберите свой новый скважинный насос »

Диаграмма потока данных

— обзор

Матрица разложения

Инструмент матрицы разложения генерирует диаграммы бизнес-процессов или потоков данных.Для этого используется алгебра декомпозиции проекта, которую Майк Адлер опубликовал в 1980-х годах. 1

Особенностью матрицы декомпозиции является то, что она совсем не похожа на бизнес-процесс или диаграмму потока данных. Например, диаграммы бизнес-процессов — отличный способ спроектировать рабочий процесс. Однако проблема для большинства из нас заключается в том, что, если мы знакомы с данным рабочим процессом, часто трудно понять, чем он может существенно отличаться. Все мы склонны повторять или воссоздавать то, что знаем.Однако матрица разложения требует, чтобы мы думали только о входах, выходах и о том, как они соотносятся друг с другом. Диаграммы создаются для вас на основе матрицы входов, выходов и взаимосвязей.

Важной проблемой при внесении любых изменений в систему, особенно в крупных организациях, является достижение соглашения о том, что должна делать измененная система. Это усугубляет ситуацию, когда часто трудно понять, какой должна быть измененная система. Мало того, что людям может быть трудно думать о том, чем может отличаться их рабочий процесс, могут быть совершенно разные взгляды на рабочий процесс в разных частях организации.Такой инструмент, как матрица декомпозиции, может быть способом обратиться к различным взглядам внутри организации, заставляя людей думать только о входах, выходах и о том, как они соотносятся друг с другом.

У меня есть инструмент матрицы разложения, реализованный на одном из моих веб-сайтов. 2 Бесплатное использование. Его можно использовать в групповых настройках, если у вас есть компьютер с подключением к Интернету, подключенный к проектору.

На рисунке 10.1 показана матрица разложения входов, выходов и взаимосвязей.Это позволяет вам подробно обсуждать проблемы по одной, вместо того, чтобы пытаться совмещать несколько вопросов в одном дизайне. Вам нужно всего лишь принять серию бинарных решений. Такое решение заключается в том, связан ли данный ввод с данным выводом. Иногда это может вызвать большую дискуссию и выявить проблемы дизайна, о которых ранее не упоминалось. Матрица декомпозиции объединяет эти простые решения и генерирует декомпозицию, которая может помочь вам в процессе проектирования.

Рисунок 10.1. Пример матрицы разложения.

Инструмент на моем веб-сайте генерирует диаграммы бизнес-процессов или потоков данных. Большинство людей знакомы с диаграммами бизнес-процессов. Диаграммы потоков данных — это способ разобраться в сервисах в SOA. Матрица разложения имеет конкретное определение атомарности. Атомарность обычно означает, что бизнес-процесс не может быть подвергнут дальнейшей декомпозиции (общее определение атомарных служб см. На стр. 17). Конкретное определение атомарности, используемое матрицей разложения, состоит в том, что задача бизнес-процесса или процесс потока данных является атомарным, если каждый вход относится к каждому выходу в матрице разложения.Другими словами, в каждом квадрате матрицы есть галочки. Атомарные задачи и процессы — важный аспект инкрементального анализа SOA.

Возможно, матрица разложения может дать вам новые идеи или помочь вам преодолеть застойный момент в процессе проектирования. Таким образом, это похоже на присутствие другого дизайнера в комнате. Матрица разложения не является методологией проектирования. Он предназначен для помощи в дизайне. Вы можете использовать его с любой методологией, которую предпочитаете, поскольку это просто еще один «дизайнер» в комнате.

В следующем разделе представлен пример того, как работает этот инструмент.

Диаграмма бизнес-процессов

Чтобы проиллюстрировать, как работает матрица разложения, я буду использовать пример из серии сообщений в блоге, которые начинаются с http://www.designdecomposition.com/blog/?p=6 . В этом примере используется набор входов и выходов для координатора командировок. Используя эти входы и выходы, инструмент матрицы декомпозиции сгенерирует диаграмму бизнес-процесса.

Этот пример взят из первого издания этой книги.Когда я писал первое издание, идея о том, что VPA, как и в рассказе о командировке К.Р. Тем не менее, организация поездок — это почти универсальный процесс, поэтому я решил, что это все еще полезный пример для матрицы разложения.

Входы и выходы на рис. 10.1 должны быть знакомы большинству людей, отправившихся в командировку. Они включают в себя поиск авиабилетов, аренду автомобиля и гостиничных номеров на определенные даты поездки, а также бронирование и получение инструкций по вождению.На рисунке 10.1 показана эта матрица разложения.

При использовании матрицы разложения необходимо учитывать взаимосвязь только между одной строкой и одним столбцом за раз. Это бинарные решения, упомянутые ранее. Например, вы можете описать взаимосвязь первой строки и первого столбца как «ввод дат и местоположений поездки, который происходит до или одновременно с выводом для запроса о наличии рейса».

Часть, выделенная курсивом, — это пример того, какую формулировку вам следует использовать.Вы можете читать через строку или вниз по столбцу, используя выделенную курсивом формулировку.

Одновременный учет только одной строки и одного столбца упрощает работу с более крупными проектами. Не нужно пытаться удерживать в голове весь дизайн. Вам просто нужно обдумывать все отношения по отдельности.

Организация полетов включает использование дат и мест вылета для запроса списка доступных рейсов. Иногда вам может потребоваться сделать несколько запросов с разным временем полета или вы можете отправить запросы нескольким авиакомпаниям.На рис. 10.1 это показано с галочкой во второй строке, ответ о доступности рейсов, и в первом столбце, запрос о доступности рейсов. Третья строка, ответ о бронировании рейса, не проверяется в первом столбце, потому что у вас не может быть ответа до запроса.

В четвертом столбце показаны входные данные, которые происходят до или одновременно с вводом в запрос на бронирование аренды автомобиля. Прежде чем делать запрос на бронирование, вам необходимо знать, что автомобили доступны для ваших дат и местоположений.Вам также необходимо знать, есть ли в наличии авиабилеты и номера в отелях. Однако вам не нужно бронировать номер перед автомобилем. С другой стороны, агентства по аренде автомобилей часто спрашивают номер рейса во время аренды. Таким образом, есть галочка в третьей строке, ответ на бронирование рейса, для четвертого столбца. Это происходит до или одновременно с выводом запроса на бронирование аренды автомобиля.

Сгенерированная диаграмма бизнес-процесса показана на рисунке 10.2. На диаграмме используется подмножество нотации моделирования бизнес-процессов (BPMN). 3 Инструмент не генерирует метки для задач. Я добавил метки задач на эту диаграмму.

Рисунок 10.2. Сгенерированная диаграмма бизнес-процесса.

Есть несколько способов, которыми сгенерированная диаграмма может дать вам подсказку о том, что есть проблемы с галочками в вашей матрице разложения:

n Если у вас возникли проблемы с появлением какой-либо из меток, это может быть намеком на то, что входы и выходы могли иметь неправильные отметки или, возможно, вход или выход были пропущены.

n Если диаграмма сбивает с толку, это намек на то, что галочки могут быть неправильными. Примером чего-то непонятного является запрос на что-то, поступающий после соответствующего ответа.

Вы можете «поиграть» с входами и выходами, чтобы увидеть, что происходит с созданной диаграммой. Это не полный инструмент дизайна. В какой-то момент вы можете захотеть скопировать сгенерированную диаграмму в свой инструмент дизайна, как если бы вы использовали доску.

Диаграмма потоков данных

В следующем примере создается API веб-служб или уровень интерфейса служб для устаревших систем.На рисунке 10.3 показана матрица разложения. Входные данные взяты из какой-то устаревшей системы. Некоторые из возможных выходов также показаны в матрице разложения. Очевидно, что это проще, чем в реальном мире, но служит иллюстрацией того, как можно использовать этот инструмент.

Рисунок 10.3. Матрица разложения для услуг.

Вы можете сформулировать взаимосвязь на рис. 10.3 как «ввод счета-фактуры используется прямо или косвенно для вывода платежей». Выделенная курсивом часть фразы важна.Обратите внимание, что это отличается от того, как отношения описываются на диаграммах бизнес-процессов. В этом случае мы имеем дело с потоком данных, а не с последовательностью, которая требуется для задач бизнес-процесса.

На рисунке 10.4 показано разложение услуг на основе матрицы. 4 Процессы промаркированы. Как и в случае с диаграммами бизнес-процессов, инструмент оставляет метки на усмотрение пользователя. Опять же, если сложно пометить процесс или если диаграмма сбивает с толку, это намек на то, что входы и выходы могут быть неполными или что некоторые отметки отсутствуют.

Рисунок 10.4. Декомпозиция услуг.

Процессы верхнего уровня на рисунке 10.4 представляют API веб-служб или уровень интерфейса службы. Некоторые процессы верхнего уровня имеют несколько выходов. Это указывает на то, что входные параметры должны будут указывать теги XML (в данном случае) для включения в выходные данные. Такие входные параметры не показаны на диаграммах потоков данных, но они потребуются при разработке сервисов. Любая диаграмма потока данных показывает только поток данных, а не входные параметры управления.

Сервисы ниже верхнего уровня являются компонентами многократного использования, которые были исключены. В зависимости от вашей реализации вы можете реализовать их как службы или как компоненты библиотечного кода.

Как и в случае декомпозиции бизнес-процессов, этот инструмент позволяет вам «поиграть» с входами и выходами, чтобы увидеть эффекты. В какой-то момент вы захотите записать декомпозицию в свой инструмент дизайна.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела | COSMOS

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела (диаграмма HR) — один из важнейших инструментов в изучении звездной эволюции.Разработанный независимо в начале 1900-х годов Эйнаром Герцшпрунгом и Генри Норрисом Расселом, он отображает температуру звезд в зависимости от их светимости (теоретическая диаграмма HR) или цвет звезд (или спектральный тип) в зависимости от их абсолютной величины (диаграмма наблюдений HR, также известная как диаграмма цвет-величина).
В зависимости от своей начальной массы каждая звезда проходит определенные этапы эволюции, продиктованные ее внутренней структурой и тем, как она производит энергию. Каждая из этих стадий соответствует изменению температуры и светимости звезды, которые, как можно видеть, перемещаются в разные области на диаграмме HR по мере развития.Это раскрывает истинную силу диаграммы ЧСС — астрономы могут узнать внутреннюю структуру звезды и стадию эволюции, просто определив ее положение на диаграмме.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела включает различные этапы звездной эволюции. Безусловно, наиболее заметной особенностью является главная последовательность (серый цвет), которая проходит от верхнего левого угла (горячие светящиеся звезды) до нижнего правого угла (холодные слабые звезды) диаграммы. Ветвь гигантов и звезды-сверхгиганты расположены над главной последовательностью, а белые карлики находятся под ней.
Кредит: Р. Холлоу, CSIRO.

Эта диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает группу звезд на различных стадиях их эволюции. Безусловно, наиболее заметной особенностью является главная последовательность, которая идет от верхнего левого угла (горячие светящиеся звезды) до нижнего правого угла (холодные слабые звезды) диаграммы. Гигантская ветвь также хорошо заселена, здесь много белых карликов. Также нанесены классы светимости Моргана-Кинана, которые различают звезды одинаковой температуры, но разной светимости.->
На диаграмме HR есть 3 основных области (или стадии эволюции):

  1. Основная последовательность , простирающаяся от верхнего левого угла (горячие светящиеся звезды) до нижнего правого (холодные, слабые звезды), доминирует на диаграмме HR. Именно здесь звезды проводят около 90% своей жизни, сжигая водород в гелий в своих ядрах. Звезды главной последовательности имеют класс светимости по Моргану-Кинану, обозначенный как V .
  2. красных гигантов и сверхгигантов звезда (классы светимости от I, до III ) занимают область над главной последовательностью.У них низкая температура поверхности и высокая светимость, что в соответствии с законом Стефана-Больцмана означает, что они также имеют большие радиусы. Звезды вступают в эту стадию эволюции после того, как исчерпали водородное топливо в своих ядрах и начали сжигать гелий и другие более тяжелые элементы.
  3. белых карликов звезда (класс светимости D ) являются заключительной стадией эволюции звезд с низкой и средней массой и находятся в нижнем левом углу диаграммы HR.Эти звезды очень горячие, но имеют низкую светимость из-за своего небольшого размера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *